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§3-5莫来石质耐火材料一、烧结莫来石制品绪言1.概念莫来石质耐火材料系指以合成莫来石为主要原料制成的、以莫来石为主晶相的耐火材料。2.分类烧结莫来石制品：以合成莫来石为骨料、以莫来石细粉（或白刚玉细粉、石英细粉）及高纯度粘土等为基质，经高温烧成得到的莫来石质制品。熔铸莫来石制品：以高铝矾土或工业氧化铝、粘土或石英进行配料，经熔融、浇铸、退火处理而成的莫来石质制品。（一）原料——合成莫来石烧结莫来石电熔莫来石第29页，共48页，星期日，2025年，2月5日§3-5莫来石质耐火材料一、烧结莫来石制品（一）原料——合成莫来石烧结莫来石电熔莫来石合成莫来石的生产工艺过程为：高温熔融原料配料细磨/混合压块或成球高温煅烧冷却破粉碎筛分备用第30页，共48页，星期日，2025年，2月5日一、烧结莫来石制品（一）原料——合成莫来石1.烧结法合成莫来石A.配料类型a).天然高铝矾土+高岭土b).工业氧化铝+粘土c).工业氧化铝+硅石d).工业氧化铝+高铝矾土（或“三石”精矿）e).刚玉+硅石●我国生产配方以a)、b)两种为主。注意使Al2O3的配比量稍高于莫来石的理论铝含量，以减少刚玉相含量。B.合成工艺路线类型§3-5莫来石质耐火材料第31页，共48页，星期日，2025年，2月5日一、烧结莫来石制品1.烧结法合成莫来石B.合成工艺路线类型a).配合料→干混、细磨→成球→回转窑煅烧b).配合料→湿磨→压滤→块体料→回转窑煅烧c).配合料→干混、细磨→加水练泥→压成料块→隧道窑煅烧C.质量影响因素b).配合料的细度：主要影响合成莫来石的烧结温度。烧结法合成莫来石主要依靠Al2O3与SiO2间的固相反应来完成，提高原料的细度，无疑将加速莫来石的合成速率，以及合成莫来石的烧结程度。a).煅烧温度：采用纯净的Al2O3与SiO2原料合成莫来石时，一般在1200℃左右即开始形成，到1650℃时反应完成，但此时莫来石晶体发育不完善，到1700℃以后才能发育好。故这种情况下，合成莫来石的煅烧温度应≥1700℃。当采用天然原料配料时，煅烧温度可稍低些。§3-5莫来石质耐火材料第32页，共48页，星期日，2025年，2月5日一、烧结莫来石制品1.烧结法合成莫来石C.质量影响因素c).原料的纯度：少量杂质的存在即可降低合成料中莫来石的含量。实验证明，危害最大的是R2O，它们在高温下可促使莫来石分解，融入玻璃相。Fe2O3能延缓莫来石化反应的进程。TiO2少量存在时促进莫来石化反应和莫来石晶体生长——部分Ti4+进入A3S2晶格，形成有限固溶体；但大量存在的TiO2会起助熔作用。2.电熔法合成莫来石以工业氧化铝（或优质矾土熟料）、高纯硅石为原料，经配料、混合均匀后，投入电弧炉中熔融，再冷却成莫来石熔块，然后将莫来石熔块粉碎、酸洗净化制成不同粒度的原料使用。◆控制的工艺参数主要是：熔融温度和时间、冷却速度等。§3-5莫来石质耐火材料第33页，共48页，星期日，2025年，2月5日一、烧结莫来石制品（二）烧结莫来石制品的生产工艺●无论采用烧结莫来石作原料，还是采用电熔莫来石作原料，烧结莫来石耐火材料的生产工艺过程都与高铝制品的生产工艺相似。●需要注意的工艺要点是：准确配料（颗粒级配、骨料与细粉之比例）、混合均匀、高压成型、充分烧结。●烧成温度：采用烧结莫来石作骨料时1550~1600℃；采用电熔莫来石为骨料时＞1700℃。二、熔铸莫来石制品1.熔铸莫来石制品的生产工艺过程§3-5莫来石质耐火材料第34页，共48页，星期日，2025年，2月5日第1页，共48页，星期日，2025年，2月5日§3-1硅酸铝质耐火材料生产的理化基础硅酸铝质耐火材料以SiO2和Al2O3为基本化学组成，杂质成分通常是TiO2、Fe2O3、CaO、MgO、RO2等。因此，Al2O3—SiO2系相图是这类耐火材料的理化基础。1585第三章硅酸铝质耐火材料第2页，共48页，星期日，2025年，2月5日（1）固溶体二元化合物莫来石的组成不是固定的，其Al2O3含量波动于72~78%，相当于A3S2~A2S之间的化学组成。但习惯上以A3S2表示。（2）莫来石的理论熔点为1910℃，比重3.08~3.11，晶体常呈针状、短柱状生长，耐酸碱侵蚀。当Al2O3含量大于78%时，成为具有刚玉的莫来石固溶体。§3-1硅酸铝质耐火材料生产的理化基础1585E1E2第三章硅酸铝质