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粘土磚可用于建材、冶金、有色金屬、玻璃等行業的窯爐,這里舉例介紹玻璃窯爐用粘土磚。
玻璃窯用粘土磚主要成分是Al2O3和SiO2,Al2O3含量在30%~45%之間,SiO3在51%~66%之間,密度為1.7~2.4g/cm3,顯氣孔率為12%~21%,高使用溫度為1350~1500℃。在玻璃工業中粘土磚用于砌筑窯池的池底。工作部和通路的池壁,蓄熱室的墻、碹、下部格子磚以及煙道。粘土磚隨著溫度升高,體積也要膨脹.當溫度超過1450℃后,體積又會收縮。
玻璃窯用高鋁磚的主要成分也是SiO2和Al2O3,但Al2O3應大于46%。用剛玉、高鋁礬土或硅線石系礦物(Al2O3-SiO2)作原料制成。密度為2.3~3.0g/cm3,顯氣孔率為18%~23%左右,高使用溫度為1500~1650℃。當高鋁磚的氣孔率較低時,抗侵蝕性較好。高鋁磚可用來砌筑冷卻部池壁,蓄熱室碹、蓄熱室墻等處。
研究與鑒定耐火原料礦物組成的主要方法
在評價耐火原料的質量時,單從化學組成考察是不全面的,應進一步觀察其礦物組成。 耐火原料的礦物組成取決于它的化學組成與生成條件(天然原料)或工藝條件(人工合成原料),化學組成完全相同的原料,由于其生成條件的不同,所形成的礦物種類、數量、 結晶狀況可以完全不間,其性能差異也較大,例如,化學組成都是Al2O3·SiO2, Al2O3 62.93%,SiO2 37.07%的藍晶石族礦物,由于生成時的地質條件不同,則有藍晶石、硅線石與紅柱石三個同質多象變體,其結構、密度、高溫膨脹性等則完全不同,即使是礦物的組成相同時,其礦物的結晶大小、形狀和分布的不同,也會對耐火材料的性質產生顯著的影響。
耐火原料的物相組成在加熱過程中會發生變化。研究這種變化對控制原料的礦物組成,改善耐火原料的性能及確定耐火原料的生產工藝都具有重要意義。
耐火原料的礦物組成可以是單一晶相或者多晶相組合體。人們對傳統耐火原料進行了系統的相平衡研究,對已知化學組成的原料,借助相平衡狀態圖,可以估算出在特定工藝條件下結晶相與玻璃相的含量,這對應用耐火原料有十分重要的意義。
研究與鑒定耐火原料礦物組成的主要方法有:
① 光學顯微鏡法:在偏光或反光顯微鏡下觀察,有薄片法和光片法等,可以進行物相的定性、定量分析和顯微結構研究等。
② 電子顯微分析:其突出待點是分辨率高,克服了光學顯微鏡分辨率低的局限性,有透射電鏡分析(TEM),掃描電鏡分析(SEM),和電子探針分析(Em),可以進行原料中礦物的形貌、晶格象,礦物顆粒間的空間關系,微粒微量礦物的鑒定,礦物內部化學性質等的研究,也可以研究結晶相與玻璃相中元素的賦存狀態。
③ 熱分析:常用的有熱重分析(TG)與差熱分析(DTA) ,可以進行礦物的定性與定量分析.
④ X射線分析:包括單晶分析法和多晶分析法(粉末法)。可以進行礦相的定性與定量分析,結晶相晶格常數的測定等,是鑒定礦物類質同象,礦物多型以及晶體結構有序-無序的常用方法。
⑤ 紅外吸收光譜分析:可以進行礦物的定性與定量分析及礦物類質同象成分的確定。
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