低蠕變燒結(jié)莫來石磚經(jīng)不同壓力成型，不同燒成溫度(1450 — W90TQ)，不同升溫速度、不同保溫時間，磚的理化指標(biāo)、晶相變化及晶體發(fā)育情況各不相同。我們認(rèn)為：要生產(chǎn)出達(dá)到先進(jìn)水平的低蠕變莫來石磚，除采用優(yōu)質(zhì)原料及合理的配料比制磚坯工藝外，磚的燒結(jié)性能好壞同樣是至關(guān)重要的。為此，進(jìn)行了燒結(jié)性能的研究。
采用紅柱石粗精礦、硅線石、特級礬土粉、軟質(zhì)粘土、工業(yè)氧化鋁為主要原料，其化學(xué)組成如表1所示。
原料化學(xué)組成，%
配料、成型及燒成
用紅柱石作骨料;硅線石作中間顆粒;硅線石粉、礬土粉、工業(yè)氧化鋁粉、粘土粉，共同磨細(xì)的細(xì)粉作基質(zhì)料;采用復(fù)合結(jié)合劑，原料配比為：骨料：中間顆粒;細(xì)粉=50:12:38。于Φ1600mmX450mm濕碾機(jī)中混料，260t高沖程摩擦壓磚機(jī)成型，烘干至殘余水分小于1%后，裝入80m3倒焰窯中進(jìn)行燒成，選取具有代表性的四窯試樣磚，燒成曲線如圖1中a、b、c、d所示。每窯磚在相同部位取樣，試樣號為:a#、b#、 c#、d#，檢測結(jié)果及燒成工藝參數(shù)如表2所示。
圖1 四窯試樣磚燒成曲線
表2 檢測結(jié)果及燒成工藝參數(shù)
分析與討論
顯微結(jié)構(gòu)構(gòu)與磚體尺寸的變化
采用光學(xué)顯微鏡規(guī)察，在1450-1490℃燒結(jié)溫度下，保溫時間分別為2h-27h的a#、b#、c#、d#試樣，各試樣中的骨料紅柱石已完全莫來石化b#、c#試樣中硅線石的莫來石化數(shù)量較a#、d#試樣多，莫來石晶體發(fā)育程度也較a#、d#試樣好，包裹在紅柱石(已莫來石化晶相)周圍的莫來石以網(wǎng)絡(luò)狀、長針柱狀賦存基質(zhì)中。在基質(zhì)部分尚有部分硅線石晶相存在，紅柱石磚化后的莫來石相與基質(zhì)部分的莫來石、微晶剛玉、玻璃相等有互溶現(xiàn)象，整個晶相發(fā)育良好、磚體收縮不大。a#試樣中硅線石已有較少部分莫來石化，晶體發(fā)育較差，沒有形成網(wǎng)絡(luò)，以短針、柱狀存在；礬土粉、工業(yè)氧化鋁粉與粘土粉生成的莫來石、二次莫來石反應(yīng)已經(jīng)完成，整個晶相結(jié)構(gòu)較為致密；基質(zhì)以微晶為主，磚體無收縮變化。df試樣除紅柱石的莫來石化外，硅線石略見有莫來石相變，磚體尺寸表現(xiàn)為膨脹(約1%左右)。
燒成溫度的影響
比較bf與df試樣，因前者較后者提高燒成溫度40℃(1490℃)，結(jié)果常溫耐壓強(qiáng)度提高2倍以上，氣孔率降低3. 54%，蠕變率下降0.38%，荷重軟化溫度約提高150℃。因此，提高燒成溫度有利于促進(jìn)物料的燒結(jié)，增加耐高溫晶相含量，改善制品的物理性能。
保溫時間的影響
對比af與df試樣，它們的最高燒成溫度均為1450℃，但a#試樣在1450℃下保溫26h，而df試樣保溫時間只有2h，檢測結(jié)果表明：a#試樣較d#試樣常溫耐壓強(qiáng)度高58.2MPa，體積密度增加0.07g/cm3。氣孔率降低0.5%，荷重軟化溫度提高116℃，蠕變率降低0.27%。通過分析認(rèn)為：在燒結(jié)就度均為1450℃的情況下，延長保溫時間能夠達(dá)到促進(jìn)燒結(jié)的目的，同樣能夠生產(chǎn)出質(zhì)量較好低蠕變莫來石磚。
成型打擊次數(shù)的彩響
生產(chǎn)初期，為保證成型后的磚坯體積密度達(dá)到2.75g/cm3以上，曾試圖以增加加壓次數(shù)來達(dá)到目的。每塊磚坯打16—18錘，烘干過程中產(chǎn)生了層裂現(xiàn)象，燒后又因磚坯的微細(xì)裂紋延展、擴(kuò)大，造成大量廢品，結(jié)果體積密度降低，氣孔率上升。通過調(diào)整配料工序，在保證半成品單重及磚坯外形尺寸不變的前提下，每塊磚坯的成型加壓次數(shù)降至7—9錘，結(jié)果成品率提高。我們認(rèn)為：成型壓力存在一個最佳壓力值，超過或低于這個壓力值，則難于燒結(jié)，產(chǎn)品質(zhì)量下降。
結(jié)論
1. 采用紅柱石粗精礦，特級礬土粉、酸洗硅線石細(xì)粉、工業(yè)氧化鋁、結(jié)合粘土等優(yōu)質(zhì)原料，通過合理配料，經(jīng)成型，在1450—1490℃下燒成，控制不同的保溫時間，完全能夠生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)低蝙變燒結(jié)莫來石制品。
2. 為獲得燒結(jié)性能良好的低蠕變莫來石磚，除提高燒成溫度外，適當(dāng)延長保溫時間(能夠促進(jìn)物相的轉(zhuǎn)變乃至晶體發(fā)育生長)，仍可得到晶相發(fā)育均勻的微觀組織結(jié)構(gòu)，提高耐高溫性能。