白山瑞沃講堂之電熔莫來石磚效果如何

Rewell學苑

電熔莫來石磚主要由高鋁礬土或工業氧氣化鋁、粘土或硅石施行配料，在電弧爐內熔化，再澆鑄成型及退火制成的耐耐火磚，其主要礦物成分是莫來石。

——Rewell學苑

一、組成

莫來石組成為3AI2O3·2SiO2——2A12O3·SiO2，熔化溫度約為1827--1890℃間，硬度大。當其高溫熔液冷卻析晶時，會萌生粗大翹棱均的結晶傾向，易使電熔莫來石磚萌生裂隙。當處于低共熔混合物組成時，熔化后的熔液具備優良的流動性，能夠在莫來石析晶時生成平均纖小的結晶，使鑄件萌生裂隙的可能性減損。故此，電熔莫來石磚的組成應當在Al2O3/SiO2質量比為79/21時為宜。但在生產中還務必考量到原料中存在著一定數量的雜質成分，它們在高溫下與AI2O3，SiO2發生反響，相應地變更了A12O3和SiO2的比值。故而，實際所取的AI2O3/SiO2比值要稍低些。

雜質對電熔莫來石磚萌生的影響主要有：

(1)鐵的氧氣化物和TiO2同樣，可以局部田地入莫來石固溶體中，對莫來石的熔點影響半大，但增加玻璃含量，并使鑄件的玻璃相局部染成深色，減低制品的耐耐火磚性能。

(2)堿金屬氧氣化物對莫來石結晶及熔液影響嚴重，可減低莫來石含量，萌生較多的玻璃相。

(3)氧氣化鈣雖影響較小，但也起阻攔莫來石析晶的效用。

氧氣化鎂對莫來石析晶影響，次于氧氣化鈣，小量存在時，使析晶混合物中出現以鋁尖晶石、堇青石和剛玉等，相應地減低莫來石數量。

(4)介入木炭或木炭恢復劑在熔化恢復過程中可將Fe2O3破除，其余雜質不得被恢復破除，主要是步入熔體而存在于玻璃相中。

二、原料

通常選用高鋁礬土、鐵礬土、工業氧氣化鋁及粘土為原料。當采用高鋁礬土及鐵礬土時，AI2O3/SiO2>3.2百分之百 Fe2O3< 1.5百分之百 TiO2< 3百分之百 CaO< 1百分之百。礬土原料施行預燒，擯除結構水，以避免在電弧爐內因水蒸汽集中分解排出時，萌生爆鳴并引動噴濺。

三、配料

不錯取舍配料組成是制取莫來石含量高，剛玉和玻璃相量少的電熔莫來石磚的關緊工藝條件。配料的鋁硅系數（AI2O3/SiO2質量比）表征配料中AI2O3和SiO2的相對含量。從理論上剖析，應當采用莫來石固溶體臨界組成時的硅鋁系數（2.8-2.9）。但在高溫熔化時，SiO2的揮發和恢復反響要耗費一局部SiO2，使配料中Al2O3的含量相對增長。故此，在實際配料中，鋁硅系數的扼制值比理論值低，普通可取2.50左右

恢復劑介入量視原料中Fe2O3含量而定，不宜過多，通常恢復1kg的鐵約需0.225kg的活性炭。若介入量過多，定然會使SiO2被恢復的數量過多，影響莫來石數量。為使熔化過程中萌生的氣體易于逸出，在配料中還應介入適量木屑。

四、熔化

熔化的主要設施為電弧爐，有固定式和傾動式兩種。在工業生產中，常用的是傾動式單相或三相電弧爐。采用低電壓、高電流電力制度，普通電壓為150——190V，電流強度達1600——2000A。熔化溫度在1900——2200℃之間。電能耗費約為2500——3000kWh/t制品。

五、澆注

將熔液灌注一定式樣和尺寸的板型中，經冷卻成為有一定式樣和尺寸的結構密致、幫會均一的制品。鑄件應具備盡可能精密的尺寸，以便使加工量最小。澆注用板型是以純度較高的石英砂（型砂SiO2含量＞96％），介入適量（5--7百分之百）的接合劑（水玻璃、紙漿廢液、亞麻油及棉籽油等），混合成型經干燥而成。

六、熱辦理

是制得包括大量給定的結晶相和小量玻璃的鑄塊。經熱辦理后的鑄塊應當具備足夠的強度而無過大的內應力。熱辦理普通分為結晶和退火兩個階段。

(1)結晶。對于電熔莫來石磚，期望制品內部的莫來石結晶呈纖維狀或纖小晶粒，平均分布。表決晶粒體積的主要因素是冷卻速度。從Al2O3——SiO2系均衡圖的研討可知，莫來石為相符熔消融合物，從熔液中直接凝固析晶，并不預先析出剛玉。不過當熔液中包括一定數量的熔劑時，熔化物在冷卻時首先析出剛玉，而莫來石結晶體要在1750——1800℃以下才起始安定地析出。所以應保持在熔化物起始析晶至1800℃之間的溫度范圍內迅疾冷卻，而在低于莫來石起始析晶的溫度，賦予愜當的保溫時間，或充分的潺緩冷卻，以使早期析出的剛玉晶粒有足夠時間與熔液效用形成莫來石，從而使制品中的莫來石有最大的含量。

(2) 退火（鑄件的冷卻）。析晶后鑄件在冷卻過程中，因為各局部散熱翹棱均，使鑄件內部存在溫度梯度，萌生巨大應力，會導致開裂或缺棱、缺角的廢品。冷卻速度越大，廢品萌生的傾向也越大。故此，鑄件務必綏慢冷卻。

退火的辦法有兩種，自退火及外部供熱退火。自退火是有賴鑄模外部的優良隔熱層，常用蛭石作隔熱保溫材料層。冷卻速度可由隔熱層的厚度來調正。緩冷溫度范圍，主要是在1800——1100℃，普通扼制在60到70℃/h。外部供熱退火常采用隧道式退火爐，冷卻速度可扼制在小于100——150℃/h。

七、機械加工

因為板型式樣不夠不錯，澆注時上下收縮不相符，萌生縮孔，以及鑄口及外表皺折等，均需施行切割加工，能力使役。但鑄件硬度巨大，加工很艱難。通常采用酚醛天然樹脂接合的粗粒金剛石砂輪切割。

電熔莫來石磚理化指標：