ZrO2被引入莫來石中有兩層作用：1.形成固溶體，活化了晶格，形成了空位;能起促進燒結作用;利用ZrO2的相變增韌機理，提高了高溫力學性能，當ZrO2的質(zhì)量分數(shù)在15%~30%之間時，是以應力誘導相變增韌為主;ZrO2大于30%時，以微裂紋增韌為主。

鋯莫來石主要用于新型的澆鋼滑板、連鑄包的定徑不口及長水口和玻璃窯爐的關鍵部位等。

平順耐材專業(yè)生產(chǎn)莫來石耐火材料。

1958 年，我國曾自行設計生產(chǎn)過熔鑄莫來石磚，后來引入8% 的ZrO2，改稱鋯莫來石磚，主要用于玻璃窯爐，后因其不耐侵蝕，改用AZS，它只用于鋼鐵加熱爐及其他化學工業(yè)爐等，到20 世紀90 年代，基本上停止生產(chǎn)，但是國外并非如此，日本的熔鑄黑高鋁磚，意大利的熔鑄莫來石磚仍廣泛用于冶金爐的耐磨部位，另外有資料報道，意大利的SIGMA 公司生產(chǎn)ZM7-32V 的熔鑄莫來石磚，利用莫來石抗?jié)B出性能好的特點，用于很多窯爐的上部結構，供料機的上層結構，多年來很好的解決了嚴重的化學侵蝕問題，匈牙利利用工業(yè)純原料，重新生產(chǎn)熔鑄莫來石磚，雜質(zhì)總量小于1% ，使用效果良好。

熔鑄莫來石磚的制作工藝

用高嶺土和精選的鋁磯土，經(jīng)過預先鍛燒，粉碎和充分混合之后，在電弧爐內(nèi)約2000 ～2500℃溫度下熔化，將高于1900℃熔液澆注到水玻璃砂板組合的鑄型里（鑄型組合于保溫箱內(nèi)）冒口補縮，等縮后除去冒口，埋上蛙石粉，退火7 ～ 12天出箱，再對鑄件進行清整和檢驗。

微孔剛玉磚特性：

（1）抗堿性熔渣侵蝕能力強。

（2）抗鐵水滲透能力強。

（3）抗鐵水溶蝕性好。

（4）高溫耐壓強度高。

3.2微孔剛玉磚理化指標

原料

采用高質(zhì)量剛玉為主原料，加入部分α-Al2O3及低鐵高塑性的粘土，高溫時生成部分莫來石，以剛玉相為主晶相，莫來石相為結合相，并加入蘭晶石族原料為膨脹劑，保證了產(chǎn)品燒后的體積穩(wěn)定，可塑法成型。添加物燃盡法生產(chǎn)的剛玉莫來石輕質(zhì)磚是在配料中添加一部分可燃物，如木屑、聚苯乙烯球、焦炭等，在燒成時，可燃物燃燒后產(chǎn)生氣孔，因此降低磚的體積密度，用此方法可制成體積密度要求較小的輕質(zhì)磚。采用的添加燃盡物為木屑和聚苯乙烯球，木屑經(jīng)1mm篩選，無雜質(zhì);聚苯乙烯球粒的直徑2~0.5mm,外觀潔白，粒狀，粒度均勻。原料指標見表1。

表1 原料成分%

按表2中的配方進行配料。配料時，按比例將剛玉、氧化鋁、粘土、膨脹劑加入攪拌機內(nèi)干混3-5min,然后加入可燃物及結合劑(外加)，邊加入邊攪拌，混勻后出碾。

表2 原料配料%

—般輕質(zhì)隔熱磚保溫性能好，耐高溫性能較差;氧化鋁空心球磚耐高溫性能好，但其相組成主要為剛玉相，熱穩(wěn)定性較莫來石低，在保證氧化鋁空心球磚的耐髙溫性能，強度高的基砷上加以調(diào)整及改進，采用以剛玉為主料，添加了莫來石成分，研制了以剛玉為主晶相，英來石為結合相的剛玉莫來石輕質(zhì)隔熱磚。

原料

采用高檔剛玉為主原料，加入部分α-Al2O3及低鐵高塑性的粘土，高溫時生成部分莫來石，以剛玉相為主晶相，莫來石相為結合相，并加入蘭晶石族原料為膨脹劑，保證了產(chǎn)品燒后的體積穩(wěn)定，可塑法成型。添加物燃盡法生產(chǎn)的剛玉莫來石輕質(zhì)磚是在配料中添加一部分可燃物，如木屑、聚苯乙烯球、焦炭等，在燒成時，可燃物燃燒后產(chǎn)生氣孔，因此降低磚的體積密度，用此方法可制成體積密度要求較小的輕質(zhì)磚。采用的添加燃盡物為木屑和聚苯乙烯球，木屑經(jīng)1mm篩選，無雜質(zhì);聚苯乙烯球粒的直徑2~0.5mm,外觀潔白，粒狀，粒度均勻。原料指標見表1。

按表2中的配方進行配料。配料時，按比例將剛玉、氧化鋁、粘土、膨脹劑加入攪拌機內(nèi)干混3-5min,然后加入可燃物及結合劑(外加)，邊加入邊攪拌，混勻后出碾。

表2 原料配料%

平順耐材是一家專業(yè)生產(chǎn)耐火材料的生產(chǎn)企業(yè)，生產(chǎn)實力雄厚，可以為廣大客戶提供各類莫來石相耐火材料的定制。

澆注料發(fā)貨

輕質(zhì)莫來石質(zhì)澆注料特性

莫來石澆注料具有機械強度高、抗熱震性和耐磨性好、節(jié)能、整體性好、可靈活調(diào)節(jié)成分、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點。

適用范圍

莫來石澆注料主要用于鍋爐、高爐熱風爐、加熱爐、陶瓷窯爐及其它類型窯爐內(nèi)襯。

莫來石澆注料施工工藝

在施工之前，要讓操作者掌握各工序的操作要點和質(zhì)量要求。將物料放入攪拌器中，在加水之前干混攪拌1分鐘。物料過干、過稀均會影響產(chǎn)品質(zhì)量，一般以手捏成團出漿即可，嚴禁在罐內(nèi)澆灌時又臨時加水。在確定了加水量后，不應輕易改變，以保證每次攪拌的稠密一致。

通常攪拌時間為5分鐘，時間太長或太短都不好。攪拌后的澆注材料應立即澆注，停留時間不得超過20分鐘。鋪設澆注料的施工部位不能過于均勻，不要用力過猛而碰到模板、膨脹板、錨固磚等設施。

普通鋪料300mm左右即用振動棒振動，要求每一部分都要回漿。拔桿時應緩慢拔出避免留有空洞，如發(fā)現(xiàn)無振動的地方再拔出振實。澆注體表面在澆注結束后不需要抹光。

正常自然養(yǎng)護2~3天，養(yǎng)護期間嚴禁腳踏、觸碰。澆注料在凝固后，應及時扎緊排出孔，以利于排除水分。脫模前要確認有足夠的強度。

烘爐

爐內(nèi)現(xiàn)場澆注料的質(zhì)量固然重要，但是爐內(nèi)烘烤的質(zhì)量直接關系到澆注料在生產(chǎn)中的應用。澆注體內(nèi)有大量的游離水和結晶水，這些水分必須經(jīng)過烘爐完全排出，這對爐襯的壽命至關重要。當水變成蒸汽時，爐體和壓力都急劇增加，如果加熱速度過快，就會導致爐襯開裂、剝落或爆炸。

高強度高鋁莫來石澆注料屬于致密高強度的類型，氣孔率非常低，排濕不易通暢。尤其是在100~300攝氏度溫度范圍內(nèi)，大量自由水的排除階段，容易造成蒸汽壓力過高而導致爐襯脫落或爆炸事故，因此，應特別注意，應給予充分的排除時間。由于溫度持續(xù)升高，自由水和結晶水不斷排出，澆注料含水率在達到500℃時僅為總水量的10%左右，所以澆注料在600℃前應緩慢升溫，并有足夠的保溫時間。莫來石在1000℃以后開始大量形成，到1300℃莫來石初晶形成基本完成后，由于莫來石中的晶粒不斷長大，澆注料變得致密，結合力增加，強度也不斷增加。根據(jù)以往烘爐的經(jīng)驗，我們安排了四個班專人進行烘爐操作，每小時記錄一次加熱段、均熱段、預熱段的溫度變化和燃料消耗。經(jīng)過大家共同努力，烘爐工作較為圓滿完成。

平順耐材生產(chǎn)的電熔莫來石磚主要由高鋁礬土或工業(yè)氧化鋁、粘土或硅石進行配料，在電弧爐內(nèi)熔融，再澆鑄成型及退火制成的耐火磚，其主要礦物成分是莫來石。

經(jīng)實踐證明電熔莫來石磚的組成應該在AI₂O₃/SiO₂質(zhì)量比為79/21時為宜。但在生產(chǎn)中還必須考慮到原料中存在著一定數(shù)量的雜質(zhì)成分，它們在高溫下與AI₂O₃，SiO₂發(fā)生反應，相應地改變了AI₂O₃和SiO₂的比值。因而，實際所取的AI₂O₃/SiO₂比值要稍低些。

我們在采購電熔莫來石磚時應注意一點就是：不管是什么材料做的莫來石磚，都會呈現(xiàn)出莫來石晶相，莫來石相越多，莫來石磚性能越好。

電熔莫來石磚有多種生產(chǎn)工藝，不同的生產(chǎn)工藝生產(chǎn)出來的磚有著不同的應用領域，如果您近期有興趣了解電熔莫來石磚，歡迎您致電平順耐材：1352667913，我們是一家有著近20年生產(chǎn)經(jīng)驗的老牌耐材企業(yè)。

1、無機結合劑的選擇

在無機結合劑的選擇上，主要包括水玻璃靖酸鋁和硅溶肢等。硅溶肢(mSiCb?1進〇)具有結合性好、無毒、隔熱、絕緣性能好、比表面積大、熱膨脹系數(shù)低等優(yōu)點。其膠團尺寸為5?30?左右，且大小不一。在自然風干狀態(tài)下就會產(chǎn)生一定的粘結強度。硅溶膠還具有良好的耐高溫性能，一般可耐1500?1600°C左右。用硅溶膠作結合劑來制備輕質(zhì)隔熱磚，不會帶來各種低熔點氣化物，提高了使用性能，且具有脫模強度高、高溫體積穩(wěn)定抗熱震性好等優(yōu)點。因此，選用硅溶膠來制備高溫輕質(zhì)隔熱磚可提高它的高溫粘結性。同時硅溶膠具有較好的吸附性，由膠團聚集產(chǎn)生的無數(shù)網(wǎng)絡結構孔隙會對無機物及有機物產(chǎn)生一定的吸附作用。

2、莫來石纖維的作用

莫來石纖維的AL2O3含量為72.34%，主晶相為莫來石。它是一種多晶質(zhì)纖維狀隔熱耐火材料。莫來石纖維集晶體材料和纖維材料于一體，具有較高的熱震穩(wěn)定性和彈性，可耐1500℃高溫，是一種新型超輕質(zhì)隔熱材料。它既具有莫來石相的耐高溫、耐侵蝕性，又具有纖維的特性，如：柔軟性，有彈性，有一定的抗拉強度。因此，莫來石纖維在輕質(zhì)隔熱磚中可提高隔熱磚的強度和高溫穩(wěn)定性。

3、聚苯乙烯廢料泡沫球含量對隔熱磚性能的影響

用聚苯乙烯廢料泡沫作為成孔材料，當溫度達到某一值時即可燃燒掉，而留下大量的孔。孔的大小主要由聚苯乙烯?泡沫球的尺寸來決定。由于熱導率很低的空氣在孔中起到了很好的隔熱效果，因此，一定含量的孔的存在會降低隔熱磚的熱導率，提高隔熱磚的隔熱性能。但是，過多氣孔會影響磚的強度，同時，由于氣孔太多，彼此相通而形成大量的開口氣孔，也會降低隔熱磚的隔熱性能。

用具有一定尺寸的聚苯乙烯廢料泡沫作為成孔材料，以莫來石纖維作為增強材料，以結合粘土以及膨脹巖作為保溫材枓，外加一定的結合劑等經(jīng)擠壓成型制備了體積密度<?0.?5?g?cm-?3，熱導率<0.?5?W?（m?K）-1，耐壓強度為3?MPa的輕質(zhì)多孔隔熱磚。這種磚用于工業(yè)爐窯上可大大減少熱量損失，節(jié)省能源，同時減輕熱工設備的質(zhì)量，且工藝簡單，成本低，具有廣闊的升發(fā)前景。

由于莫來石晶格中Al3+和Si4+的互擴散速率小，因此以莫來石粉為原料，采用電熔法和燒結法得到的莫來石燒結性很差。為獲得性能優(yōu)良的莫來石，其煅燒溫度約1700℃，如此高的燒成溫度使生產(chǎn)成本大大增加，因此人們紛紛通過細化加入的原料或引入燒結助劑這兩種方式來降低其燒成溫度，但通過細化原料的方式來提高其燒結性能有限，于是主要引入燒結助劑(TiO2、Y2O3、MnO等)，通過置換莫來石固溶體中的Al3+造成莫來石晶體發(fā)生晶格畸變，活化晶格或形成低溫液相的方式來提高擴散系數(shù)，降低莫來石的燒結溫度。

莫來石的應用

莫來石是一種性能優(yōu)良的耐火原料。除此之外，莫來石還是一種高溫結構材料，在其他行業(yè)也廣泛應用。

(1)莫來石耐火材料

莫來石作為一種性能優(yōu)異的耐火材料，具有熔點高、高溫強度大、熱膨脹系數(shù)低、抗熱震性優(yōu)良等，使其成為許多工業(yè)領域的耐火材料。作為骨料的莫來石，被廣泛應用于冶金、玻璃、陶瓷等領域。在冶金工業(yè)，莫來石可用于熱風爐磚或窯具磚;在玻璃工業(yè)，莫來石可用在玻璃容器、給水器及玻璃窯的頂部等結構;在陶瓷領域，莫來石可用于高溫結構陶瓷;在燃氣工業(yè)，莫來石可用在油氣化設備及所有氣化車間煉焦爐、燃氣發(fā)生器中。莫來石磚可作為熔爐窯、鼓風爐、以及連續(xù)澆鑄爐上部分內(nèi)襯的主要組成。在日本，利用熔渣制成的墊板被應用于窯爐內(nèi)襯，這種ZrO2/Al2O3/莫來石熔渣ZrO2含3~6wt%，SiO2<20wt%，且具有優(yōu)良的抗腐蝕性和抗熱震性。

(2)莫來石涂層

許多陶瓷、金屬材料，長期處于高溫、還原、氧化等環(huán)境中會發(fā)生損壞。這類問題可通過在材料表面涂一層在使用環(huán)境中能夠保持穩(wěn)定的化合物涂層材料來解決。莫來石的化學性質(zhì)穩(wěn)定性，抗腐蝕性好，優(yōu)異的性能使其廣泛應用在化合物涂層等方面。

(3)莫來石復合材料

由于莫來石具有優(yōu)異的高溫力學性能、化學穩(wěn)定性、抗蠕變性、抗熱震穩(wěn)定性、熱膨脹系數(shù)低等，廣泛在高溫熱材料領域應用。但是莫來石沒有位錯滑移系統(tǒng)，當外加載荷超過一定限度時，內(nèi)部會產(chǎn)生較多微裂紋消耗能量，使莫來石陶瓷發(fā)生災難性破壞，所以如何增韌莫來石材料成為近年來研究的熱點。國內(nèi)外研究人員關于莫來石復合材料進行了大量研究，并在莫來石增韌領域取得了一定的成果。莫來石復合材料包括莫來石基體、莫來石纖維等。莫來石復合材料可降低莫來石材料體系固有脆性，提高其強度和韌性。經(jīng)過多年努力，通過顆粒增強(SiC、ZrO2)或片狀來提高莫來石基復相材料的熱力學行為，并在莫來石增韌方面取得了一定的進展。

(1)廢棄莫來石‐剛玉磚的遴選，采用人工鐵錘敲擊與金剛石刀具機械切割相結合的方法清除廢棄莫來石‐剛玉磚表面的反應層;

(2)將清除反應層后的廢棄莫來石‐剛玉磚投入到顎式破碎機中進行破碎，對破碎后的廢棄莫來石‐剛玉磚用磁選機進行磁選，清除廢棄莫來石‐剛玉磚中夾帶的含鐵雜質(zhì)，得到廢棄莫來石‐剛玉磚顆粒物;

(3)將步驟(2)得到的廢棄莫來石‐剛玉磚顆粒物投入對輥機中進行破碎，篩分得到粒徑小于1mm以下的廢棄莫來石‐剛玉磚顆粒物;

(4)對獲得的小于1mm以下細顆粒料進行取樣，利用X‐射線熒光光譜儀測定其中的化學成分：Al2O3、SiO2和Fe2O3;

(5)混合料的制備：將步驟(3)得到的粒徑小于1mm以下的廢棄莫來石‐剛玉磚顆粒物與碳酸鈣、造孔劑進行混合得到混合料，所述粒徑小于1mm以下的廢棄莫來石‐剛玉磚顆粒物與碳酸鈣及造孔劑的質(zhì)量比為：(10‐15)：1：5，所述造孔劑為淀粉;

(6)漿料的制備：將步驟(5)得到的混合料與成型劑混合后裝入球磨罐中，利用行星球磨機進行球磨5‐10h制得漿料，所述行星球磨機的轉(zhuǎn)速為550rpm;所述成型劑為有機單體丙烯酰胺和N,N‐亞甲基雙丙酰胺混合物的水溶液，所述有機單體丙烯酰胺和N,N‐亞甲基雙丙酰胺的混合物中有機單體丙烯酰胺與N,N‐亞甲基雙丙酰胺的質(zhì)量比為10：1，所述有機單體丙烯酰胺和N,N‐亞甲基雙丙酰胺的混合物與水配制成質(zhì)量分數(shù)為5%的溶液，所述成型劑與所述混合料的體積比為3：10;

(7)在步驟(6)得到的所述漿料中加入適量的引發(fā)劑過硫酸銨和催化劑四甲基乙二胺，攪拌均勻后注入鋼模中，固化成型后脫模，脫模后坯體置于體積分數(shù)為80%的乙醇水溶液中脫水5h，脫水后坯體置于干燥箱中在110℃下干燥24h;

(8)將干燥后的坯體置于高溫爐中，在1300‐1500℃下保溫5‐10h進行燒制，制得所述輕質(zhì)耐火材料。