El ladrillo de sílice es el material refractario de sílice más común. Debido a su alta resistencia a altas temperaturas y temperatura de ablandamiento de la carga, buena resistencia a la fluencia a altas temperaturas y fuerte resistencia a la erosión por escoria ácida, es ampliamente utilizado en la producción industrial. solicitud. En general, hay tres fases cristalinas en los ladrillos de silicio, a saber, tridimita, cristobalita y una pequeña cantidad de cuarzo residual, y la densidad real aumenta secuencialmente. En términos generales, la densidad real, el coeficiente de expansión térmica, el contenido de tridimita y cuarzo residual son los indicadores de desempeño más críticos para caracterizar los ladrillos de sílice. Durante el proceso de cocción, cuanto mayor sea el grado de conversión de cuarzo en tridimita con volumen estable y cristobalita con excelente rendimiento a alta temperatura, menor será el contenido de cuarzo residual y menor será la densidad real del ladrillo de sílice, mejor será la estabilidad del volumen a alta temperatura. Durante el uso La expansión adicional también es menor.
1.Selección de materias primas para ladrillos de sílice
La sílice adecuada para materiales refractarios es principalmente cuarcita, que se puede dividir en sílice cristalina y sílice cementada según el tipo de su estructura. En términos generales, la pureza de la sílice cristalina es alta, la densidad de la materia prima es grande, las partículas de cristal de cuarzo son más grandes y la velocidad de transformación es lenta cuando se calienta; La sílice cementada a menudo contiene una pequeña cantidad de impurezas, la pureza es relativamente baja y las partículas de cuarzo en la sílice cementada son pequeñas en cristales. El contenido de cemento es mayor, la velocidad de conversión es más rápida cuando se calienta. Por lo tanto, se debe formular un proceso de producción razonable de acuerdo con las características de las materias primas de sílice para producir ladrillos de sílice adecuados para diferentes propósitos.
La sílice cristalina y la sílice cementada tienen sus propias ventajas y desventajas. También es una buena opción combinar los dos para aprovechar al máximo sus respectivas ventajas.
2. La elección del mineralizador
En el proceso de producción de ladrillos de sílice, a menudo se introduce una cierta cantidad de mineralizador. Su función es principalmente utilizar el mineralizador y SiO2 u otras impurezas para formar una fase líquida de alta temperatura y bajo punto de fusión, que promueve la conversión del cuarzo en tridimita y cuarzo cuadrado durante el proceso de cocción. El cuarzo también puede amortiguar la rápida expansión del volumen causada por el rápido cambio de fase durante el proceso de cocción, lo que provoca el aflojamiento y el agrietamiento del producto.
At present, the widely used mineralizers are lime and iron scale. Lime is usually added in the form of lime milk. It can not only increase the strength of the brick after forming, but also can react with SiO2 in the low-temperature firing stage (600~700℃) to increase the strength of the brick. Wollastonite can form a liquid phase with other mineralizers to convert quartz to tridymite. Iron scale is often added as a mineralizer at the same time as lime, which can significantly reduce the temperature and viscosity of the liquid phase and reduce product cracks. In order to make the scales evenly distributed in the ingredients to achieve a good mineralization effect, the mass fraction of particle size ≤0.088mm is required to be >80 por ciento . Además de las incrustaciones de cal y hierro, también se ha demostrado que los compuestos de fluorita y feldespato, MnO2 y C3S tienen un efecto positivo en la promoción de la formación de tridimita.
Además del tipo de mineralizador, el tamaño de partícula del mineralizador también es más importante. Cuanto más fino es el tamaño de partícula del mineralizador, más uniformemente se distribuye en la materia prima silícea y mejor es su efecto. Los mineralizadores a nanoescala tienen una buena dispersabilidad y una mayor eficiencia de mineralización, lo que hace que las partículas internas de los productos silíceos y la expansión y contracción del volumen entre las partículas en el proceso de transformación del cristal se sincronicen mejor, reduciendo la tensión de volumen causada por los poros de grietas, mientras mejora el propiedades físicas y mecánicas de los ladrillos de sílice, reduciendo la densidad real de los productos silíceos y reduciendo el contenido de cuarzo residual en los productos.
3.Introducción de aditivos.
Para diferentes propósitos, ciertas propiedades de los ladrillos de sílice, como la conductividad térmica, la resistencia a la abrasión y la resistencia al choque térmico, deben fortalecerse aún más. En este momento, además de la selección racional de materias primas de sílice y la adición de mineralizadores apropiados, es necesario introducir una cierta cantidad de aditivos para lograr el efecto deseado.
Agregar SiC a los ladrillos de sílice puede promover la formación de tridimita, reducir su tasa de expansión térmica y su tasa de fluencia, aumentar la conductividad térmica y la resistencia a la flexión a alta temperatura; agregar Si3N4 puede mejorar la estabilidad al choque térmico de los ladrillos de sílice, y la cantidad adicional es del 5 por ciento, tiene un mayor contenido de tridimita y una microestructura densa; El metal y sus óxidos como aditivos como el TiO2 agregado a los refractarios silíceos pueden reducir la porosidad aparente del material, aumentar la densidad aparente, reducir el contenido de cuarzo residual y aumentar el contenido de tridimita para optimizar la resistencia del material y la resistencia al fuego.
