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硅砖及其化学成分介绍

2019-02-13 17:06:45 点击:

硅砖是指SiO2 含量在93% 以上的耐火制品。硅砖是以SiO2 含量不小于96% 的硅石为原料,加入矿化剂(如铁鳞、石灰乳)和结合剂(如亚硫酸纸浆废液),经混练、成型、干燥、烧成等工序制得。硅石原料中的SiO2 含量越高,制品的耐火度越高。杂质成分K2O 、Na2O 等是有害的,会严重地降低耐火制品的耐火度。
Fe2O3 、CaO 、MgO 等杂质起熔剂作用。高级硅砖的原料需经特殊处理,除去杂质。
硅砖的化学成分如下:


SiO2

Al2O3

Fe2O3

Cao

R2O

93-98

0.5-2.5

0.3-2.5

0.2-2.7

1-1.5

其矿物组成为鳞石英、方石英、少量残存石英和高温形成的玻璃质等共存的复相组织。根据硅砖生产工艺和所用原料性质的不同,矿物成分披动较大,如下表:


鳞石英

方石英

石英

玻璃相

30-70

20-60

3-5

4-40

硅砖属于酸性耐火材料,具有较强的抵抗酸性渣或酸性熔液侵蚀的能力,但对碱性物质侵蚀的抵抗能力差,易被Al203,K20 、Na20 等氧化物作用而破坏,对CaO 、FeO、Fe2O3等氧化物有良好的抵抗性。
荷重软化温度较高是硅砖的优异特性,一般为1640 ~ 1680℃,接近鳞石英熔点( 1670℃)和方石英熔点( 1713℃)。
硅砖在300℃以上至接近熔点(鳞石英或方石英)的这一区间硅砖体积稳定,使用时加热到1450℃时约产生1.5% ~ 2.2% 的体积膨胀,有利于保证砌体的结构强度和气密性。
硅砖的最大缺点是抗热震性差(水冷循环次数一般为1 ~ 4 次),其次是耐火度不高(一般为1690 ~ 1730℃),其应用范围受到了很大的局限。
硅砖的性质和工艺过程与SiO2 的晶型转化有密切关系,硅砖真密度是判断其晶型转化程度的重要标志之一。因此,真密度是硅砖的二个重要质量指标。-般要求在2.38 g/cm3以下,优质硅砖应在2.35 g/cm3 以下。真密度小,反映砖中鳞石英和方石英数量多,残余石英量小,因而残余膨胀小,使用中强度下降也小。
硅砖主要用于砌筑焦炉的炭化室、燃烧室和隔墙(一座炼焦炉用耐火材料约73% 左右是硅砖)、玻璃池窑和窑顶、池墙、热风炉的高温承重部位、炭素蜡烧炉等热工窑炉。为了提高现代大型焦炉生产能力,需要减薄焦炉炭化室、燃烧室和隔墙,因而要求使用高致密的高导热性硅砖。
硅砖的品种较多,根据用途分为:焦炉用硅砖、热风炉用硅砖、电炉用硅砖、玻璃窑用硅砖等。根据砖型的复杂程度分为:标型砖、普型砖、异型砖及特型砖等。
在使用硅砖时应注意以下两点: (1)硅质制品低温下因残存石英的晶型变化,体积变化较大,故烘炉时在600℃以下升温不直太快,在冷至600℃要缓慢冷却,以免产生裂纹;(2)尽可能不与碱性炉渣接触。
随着焦炉的大型化(炭化室从4m 增高到7m),对所采用的耐火材料的质量和外形尺寸的要求进一步提高。今后,在硅砖的生产技术上,应向提高其SiO2 含量,降低杂质含量,特别是降低Al2O3的含量的方向发展;在性能方面,以提高制品的密度和耐压强度,降低气孔率为方向。
在硅砖的生产工艺上,适宜采用多种配料和多级配料,以缓和制品烧成时因体积膨胀而带来的危害,保证泥料的合理堆积密度,进一步提高砖坯的体积密度。
为使硅砖具有较高的耐压强度,除特殊形状和生产块数少的砖外,应尽可能采用机械成型法。

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