电熔莫来石砖

电熔莫来石砖主要由高铝矾土或工业氧化铝、粘土或硅石进行配料，在电弧炉内熔融，再浇铸成型及退火制成的耐火砖，其主要矿物成分是莫来石。

1、组成

莫来石组成为3AI2O3·2SiO2—2A12O3·SiO2，熔融温度约为1827—1890℃间，硬度大。当其高温熔液冷却析晶时，会产生粗大不均匀的结晶倾向，易使电熔莫来石砖产生裂缝。当处于低共熔混合物组成时，熔融后的熔液具有良好的流动性，能够在莫来石析晶时生成均匀细小的结晶，使铸件产生裂缝的可能性减少。因此，电熔莫来石砖的组成应该在Al2O3/SiO2质量比为79/21时为宜。但在生产中还必须考虑到原料中存在着一定数量的杂质成分，它们在高温下与AI2O3、SiO2发生反应，.相应地改变了A12O3和SiO2的比值。因而，实际所取的AI2O3/SiO2比值要稍低些。

杂质对电熔莫来石砖产生的影响主要有：

（1）铁的氧化物和TiO2一样，可以部分地进入莫来石固溶体中，对莫来石的熔点影响不大，但增加玻璃含量，并使铸件的玻璃相部分染成深色，降低制品的耐火砖性能。

（2）碱金属氧化物对莫来石结晶及熔液影响严重，可降低莫来石含量，产生较多的玻璃相。

（3）氧化钙虽影响铰，但也起阻碍莫来石析晶的作用。

（4）氧化镁对莫来石析晶影响，次于氧化钙，少量存在时，使析晶混合物中出现以铝尖晶石、堇青石和刚玉等，相应地降低莫来石数量。

加入木炭或焦炭还原剂在熔融还原过程中可将Fe2O3除去，其余杂质不能被还原除去，主要是进入熔体而存九于玻璃相中。

2、原料

通常选用高铝矾土、铁矾土、工业氧化铝及粘土为原料。当采用高铝矾土及铁矾土时，AI2O3/SiO2比应＞3.2，Fe2O3＜1.5%，TiO2＜3.0%，CaO＜1.0％。矾土原料喊进行预烧，排除结构水，以避免在电弧炉内因水蒸汽集中分解排出时，产生爆鸣并引起喷溅。

3、配料

正确选择配料组成是制取莫来石含量高，刚玉和玻璃相量少的电熔莫来石砖的重要工艺条件。配料的铝硅系数（AI2O3/SiO2质量比）表征配料中AI2O3和SiO2的相对含量。从理论上分析，应该采用莫来石固溶体临界组成时的硅铝系数（2.8—2.9）。但在高温熔融时，SiO2的挥发和还原反应要消耗一部分SiO2，使配料中Al2O3的含量相对提高。因此，在实际配料中，铝硅系数的控制值比理论值低，一般可取2.50左右。

还原剂加入量视原料中Fe2O3含量而定，不宜过多，通常还原lkg的铁约需0.225kg的活性炭。若加入量过多，必然会使SiO2被还原的数量过多，影响莫来石数量。为使熔融过程中产生的气体易于逸出，在配料中还应加入适量木屑。

4、熔融

熔融的主要设备为电弧炉，有固定式和倾动式两种。在工业生产中，常用的是倾动式单相或三相电弧炉。采用低电压、高电流电力制度，一般电压为150—190V，电流强度达1600—2000A。熔融温度在1900—2200℃之间。电能消耗约为2500—3000kWh/t制品。

5、浇注

将熔液注入一定形状和尺寸的模型中，经冷却成为有一定形状和尺寸的结构致密、组织均一的制品。铸件应具有尽可能精确的尺寸，以便使加工量最小。浇注用模型是以纯度较高的石英砂（型砂SiO2含量＞96％），加入适员（5一7％）的结合剂（水玻璃、纸浆废液、亚麻油及棉籽油等），混合成型经干燥而成。

6、热处理

是制得含有大量给定的结晶相和少量玻璃的铸块。经热处理后的铸块应该具有足够的强度而无过大的内应力。热处理一般分为结晶和退火两个阶段。

（1）结晶。对于电熔莫来石砖，希望制品内部的莫来石结晶呈纤维状或细小晶粒，均匀分布。决定晶粒大小的主要因素是冷却速度。从Al2O3一SiO2系平衡图的研究可知，莫来石为一致熔融化合物，从熔液中直接凝固析晶，并不预先析出刚玉。但是当熔液中含有一定数量的熔剂时，熔融物在冷却时首先析出刚玉，而莫来石晶体要在1750—1800℃以下才开始稳定地析出。所以应保持在熔融物开始析晶至1800℃之间的温度范围内迅速冷却，而在低于莫宋石开始析晶的媪度，给予适当的保温时间，或充分的缓慢冷却，以使早期析出的刚玉晶粒有足够时间与熔液作用形成莫来石，从而使制品中的莫来石有最大的含量。

（2）退火（铸件的冷却）。析晶后铸件在冷却过程中，由于各部分散热不均匀，使铸件内部存在温度梯度，产生很大应力，会造成开裂戒缺棱、缺角的废品。冷却速度越大，废品产生的倾向也越大。因此，铸件必须绥慢冷却。

退火的方法有两种，自退火及外部供热退火。自退火是依靠铸模外部的良好隔热层，常用蛭石作隔热保温材料层。冷却速度可由隔热层的厚度来调正。缓冷温度范围，主要是在1800—1100℃，一般控制在60一70℃/h。外部供热退火常采用隧道式退火炉，冷却速度可控制在＜100—150℃/h。

7、机械加工

由于模型形状不够正确，浇注时上下收缩不一致，产生缩孔，以及铸口及表面皱折等，均需进行切割加工，才能使用。但铸件硬度很大，加工很困难。通常采用酚醛树脂结合的粗粒金刚石砂轮切割。

电熔莫来石砖的理化性能如下:

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