高鋁磚鋁含量與荷載軟化溫度的關系

    高鋁耐火磚是高鋁磚的簡稱。其主要礦物成分為莫來石、剛玉和玻璃相。隨著高鋁磚中氧化鋁含量的增加，莫來石和剛玉相的數量增加，玻璃相相應減少，產品的耐火性能和高溫性能相應提高。玻璃相數量的增加和粘度的降低會破壞高鋁磚的結構，特別是KO和Nao的存在不僅會降低液相的溫度，還會降低液相的粘度，從而導致產品高溫強度迅速下降。對于Al2O3含量低于72%的高鋁產品，唯一的高溫穩定相是莫來石，隨著Al2O3含量的增加而增加;對于Al2O3含量高于72%的高鋁產品，高溫穩定相是莫來石和剛玉。隨著氧化鋁含量的增加，莫來石含量增加，莫來石含量減少，產品的高溫強度相應提高。

    因此，高鋁磚按氧化鋁含量可分為三級。一級高鋁磚大于75%，二級高鋁磚為60%-75%，三級高鋁磚為48%-60%，氧化鋁小于48%，統稱粘土磚。
　　
　三級高鋁磚與粘土磚性能相近，主要晶相為莫來石和玻璃相。由于其高溫性能優于粘土磚，所以在使用粘土磚時可采用三級高鋁產品。兩級高鋁磚的主要晶相為莫來石。該產品的高溫性能明顯優于粘土磚：一級高鋁磚的主要晶相為莫來石和剛玉。由于剛玉的化學穩定性和耐火性高于莫來石，所以剛玉含量越高，產品的耐高溫和耐腐蝕性就越高。但剛玉的熱膨脹系數遠大于莫來石，因此剛玉含量越高，其抗熱震性越低。

　高鋁磚的重要工作性能是加載溫度和高溫蠕變。負載軟化溫度隨產品中Al2O3含量的增加而升高，如下圖所示。當Al2O3含量低于70%時，高鋁磚的負載軟化溫度取決于莫來石晶相與液相的量比，Al2O3含量在70%-90%之間的莫來石剛玉制品。隨著Al2O3含量的增加，負載軟化溫度并沒有明顯提高，這是因為原料中Fe2O3和TiO2含量隨著Al2O3含量的增加略有增加，改變了高溫液相的數量和性質。高溫下，莫來石晶相部分軟化，剛玉含量增加，但不能形成骨架，所以負載軟化溫度沒有明顯提高。只有當產品中Al2O3含量超過90%甚至95%以上時，產品的主晶相為剛玉，晶粒間的直接結合率才顯著提高。液相只存在于顆粒間的空隙中，其負載軟化溫度顯著提高。

　高鋁磚的高溫蠕變用蠕變速率表示。一、二級高鋁磚的扭轉徐變率相近。1200℃時，蠕變速率為0.25～0.29×10-5r.H，而同一溫度下，三級高鋁磚的蠕變速率為3.5×10-5r.H，是一、二級高鋁磚的10倍。相分析表明，一、二級高鋁磚的玻璃相含量為7%～9%，三級高鋁磚的玻璃相含量為20%。蠕變速率不僅與玻璃相含量有關，還與玻璃相的組成和高溫粘度有關。1200℃時，三級高鋁磚的液體粘度僅為一級高鋁磚的一半，為二級高鋁磚的26%。因此，玻璃相在三級高鋁磚的蠕變行為中起主導作用，而晶界蠕變除了玻璃效應外，在第一和第二階段起著重要作用。晶相的直接結合率越高，晶界蠕變效應越明顯。顯然，改善高溫蠕變的關鍵是提高原材料的純度，改變基體的化學和礦物組成，減少玻璃相的數量，調整玻璃相的組成。同時，還可以提高高溫下的體積穩定性和抗渣性。

　高鋁磚的熱震穩定性差，這與產品的物相組成密切相關。在生產中，通常采取調整漿料顆粒組成、改善產品顆粒結構特性等措施，以適當提高熱震穩定性。在混合料中加入合成堇青石和鋯英石粉，制備出高熱震穩定性和高鋁制品。

　高鋁磚廣泛應用于冶金、機械制造、石化、電力、輕工等行業。