刚玉砖的性能

上一节是讲解的是RH炉用刚玉砖，这一篇也是关于刚玉砖的内容。一起来看一下吧！希望能给大家 带来意想不到的收获。

1.刚玉砖是一种含三氧化二铬的镁质耐火材料，氧化铬通过固熔于方镁石和形成低膨胀的镁铬尖晶石，可增大液相对耐火相的润湿角，提高直接结合程度，生成理想的方镁石-镁铬尖晶石-微裂纹复合结构，使镁铬质材料具有良好的荷重软化温度、高温强度、抗侵蚀性、热震稳定性、较低的导热率和较好的挂窑皮性。

刚玉砖在现有的烧成带耐火材料中具有最高的性能/价格比值，并由此成为一种被广泛使用的耐火材料。 不同品种的刚玉砖由于成分和工艺的不同，组织结构差异，其性能也不同。表1 列出了几种刚玉砖的典型性能。

3．铬污染和解毒方法 刚玉砖是各种条件苛刻窑炉的重要应用材料，然而，在高温和碱性使用环境下，刚玉砖中含有的三氧化二铬(Cr2O3)会和窑气中的碱金属氧化物反应生成六价铬化合物R2CrO4，在硫、氯、碱均存在的条件下，也可形成R2(Cr•S)O4固溶体。这两种化合物都是有毒的水溶性物质，无论是经窑尾排放到大气中，还是存留在使用后拆除的残砖中，六价铬离子经雨水溶入地表水或地下水，都将对人类及动物造成严重危害。

理论上，可选的解毒方法有湿法解毒与火法解毒

(1)火法解毒。利用多孔碳质材料燃烧产生的强还原性气氛，将六价铬转化成低价物。火法解毒工艺简单、效果良好，没有处理浸液的问题。

(2)湿法解毒。用硫酸将废水的PH值调节到2.0-3.0，再用化学还原剂，如二氧化硫、亚硫酸钠、偏亚硫酸氢盐、连二亚硫酸盐或硫酸亚铁，将六价铬转化成三价铬，三价铬接着又用氢氧化物(通常用石灰)沉淀法予以去除。湿法解毒效果尚可，但步骤多、排出水易对环境产生二次污染。 虽然有湿法和火法解毒，但由于成本等原因用后的镁铬残砖产生的铬公害，尚无良好的解决方法。解决水泥、陶瓷和冶金等工业的铬公害问题，根本办法是使用不含铬的碱性耐火材料。随着各国对环境问题的日益重视，特别是欧美发达国家已经立法禁止使用刚玉砖的示范作用，开发无铬耐火材料成为研究热点。

2．RH炉用无铬耐火材料的开发 无铬耐火材料自上世纪80年代以来，一直处在研究开发和改进中。无铬耐火材料开发主要是在研究镁锆质、镁尖晶石质、镁尖晶石钛质和镁尖晶石锆质4种典型的材料。其中由于氧化锆具有优异的高温性能和化学惰性，含锆质的耐火材料成为研究的热门。 镁锆耐火材料目前国内研究很少，有些研究也主要是在研究镁锆浇注料，镁锆砖的研究和应用在玻璃窑炉，对RH炉用镁锆砖的研究尚在起步阶段。在国外(如日本)可能有成功的研究而没有进行报道。 含锆镁尖晶石砖是在尖晶石中添加ZrO2(特别是细粉)后，砖的组织致密，高温强度高，体积稳定性好，使这种砖兼有耐蚀性、耐结构剥落性及物料附着性(俗称挂窑皮)，但热导率高使得窑体温度升高，目前研究也处在改进研究中。 钛锆刚玉质耐火材料采用A1?sub>2O3-ZrO2-TiO2和A12O3-ZrO2-TiO2-SiO2 原料生产滑板或者在高铝质或铝碳质上下水口砖中配入一定数量的AZT或者AZTS可以进一步改变其性质，生产出具有较高强度和优异抗侵蚀性能的水口，而且抗热震性不下降，从而提高其使用寿命。AZT 原料是经过电熔法或烧结法制得，熔融AZT 退火温度的高低直接影响矿物组成，当在1400℃退火时，TiO2几乎都生成Al2O3•TiO2，因而其热膨胀系数非常低。烧结AZTS比熔融AZT的热膨胀系数还低，成本也低。AZTS是由m-ZrO2、莫来石、Al2O3•TiO2和刚玉组成，具有比熔融AZT或AZS 材料低得多的热膨胀系数。

A12TiO5复合材料虽然具有接近于零的热膨胀系数、低的导热系数、高熔点、抗热震性和抗热冲击性能好等特性，但同时该材料也存在着两大致命弱点：一是晶体在各个晶轴方向上的差异很大，导致在冷却时产生大量微裂纹，机械强度很低；二是在800～1300℃易分解成金红石和刚玉相，失去了Al2TiO5的优良性能，因而大大限制了这种材料的推广应用。

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