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玻璃窑硅砖生产中矿化剂的作用及性能

玻璃窑硅砖生产中矿化剂的作用及性能

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【摘要】:
矿化剂的作用是加速石英在烧成时转变为低密度的石英变体(鳞石英和方石英)而不显著降低其耐火度。它还能防止硅砖砖坯烧成时因发生急剧膨胀而产生的松散和开裂。  石英转变为鳞石英或方石英时,在没有矿化剂或矿化剂很少的情况下,α-石英就形成α-方石英,这种转化称为“干转化”。在干转化时,由于砖体内部不均匀的体积膨胀很大,而又没有液相缓冲应力,从而导致硅砖结构松散和开裂,得不到很好的制品。但是在有足够多的矿化

  矿化剂的作用是加速石英在烧成时转变为低密度的石英变体(鳞石英和方石英)而不显著降低其耐火度。它还能防止硅砖砖坯烧成时因发生急剧膨胀而产生的松散和开裂。

  石英转变为鳞石英或方石英时,在没有矿化剂或矿化剂很少的情况下,α-石英就形成α-方石英,这种转化称为“干转化”。在干转化时,由于砖体内部不均匀的体积膨胀很大,而又没有液相缓冲应力,从而导致硅砖结构松散和开裂,得不到很好的制品。但是在有足够多的矿化剂存在的情况下,α-石英、矿化剂等形成液相, 并侵人到转化过程中形成的裂纹中,促使t石英等不断溶解到所形成的液相中,使之成为硅氧的过饱和溶液,然后以稳定的鳞石英形态不断地从溶液中结晶出来。这个转变速度取决于所加矿化剂的性质和数量,所形成的液相缓冲着由于体积膨胀而产生的应力,提高砖坯的加热体积稳定性和强度,防止焙烧过程中制品的松散和开裂。

  矿化剂促进石英能力的大小,主要取决于所加矿化剂与砖坯中硅氧在高温时所形成的熔液数量和性质,即液相开始形成的温度、液相数量、黏度、润湿能力及其结构等。矿化剂与氧化硅形成液相的共熔温度越低,越有利于烧成中形成的方石英通过液相向鳞石英转变,矿化剂的作用越强,鳞石英越多,晶粒越大。

  矿化剂作用能力的大小,也与出液相时易被SiO2所饱和,即液相的结晶能力有关。

  能促进石英通过液相向鳞石英转化的矿化剂种类较多,其矿化能力见表1所列。

  矿化能力的强弱,并不是矿化剂选择的唯一标准,在实际生产中,必须根据硅石原料的化学成分和性质来确定,理想的矿化剂应具备如下条件。

  ① 能与SiO2在不太高的温度(一般应在1300〜1350℃以下)下形成液相,同时对制品的耐火度影响不大。

  ② 能形成足够数量的液相。液相黏度要低,对石英颗粒有较强的润湿能力,液相量随温度升高变化不大。

  ③ 矿化作用不过于激烈,烧后制品不出现裂纹。

  在硅砖生产过程中,一般很少采用单一的矿化剂,常使用两种氧化物复合矿化剂,如用CaO+FeO矿化剂,矿化剂的加入量一般不应超过3%〜4%,加入量过大,会降低硅砖耐火度。