水洗高岭土回转窑设备耐火材料的组成及性质

高岭土回转窑耐火材料在使用过程中，受到高温下的物理、化学、机械等作用，容易熔融软化或被熔蚀磨损，或产生崩裂损坏等现象，使操作中断，并且玷污物料。根据常温下测定的性质如气孔率、体积密度、真密度和耐压强度等，可以预知高岭土回转窑耐火材料在高温下的使用情况。在高温下测定的性质如耐火度、荷重软化点、热震稳定性、抗渣性、高温体积稳定性等，反映了在一定温度下高岭土回转窑耐火材料所处的状态，或者反映了在该温度下它与外界作用的关系。

高岭土回转窑耐火材料的质量取决于它的性质，而若干性质又取决于高岭土回转窑耐火材料的化学矿物组成。 （１）高岭土回转窑耐火材料的组成  高岭土回转窑耐火材料的组成包括化学组成和矿物组成。化学组成是高岭土回转窑耐火材料的基本特征。根据高岭土回转窑耐火材料中各种化学成分的含量及其作用，通常将其分为主成分、杂质和外加成分三类。在高岭土回转窑耐火材料的化学成分固定的前提下，由于成分分布的均匀性及加工工艺的不同，使制品组成中的矿物种类、数量、晶粒大小、结合状态不同，从而造成制品的性能差异。因此，高岭土回转窑耐火材料的矿物组成也是决定其性质的重要因素。高岭土回转窑耐火材料的矿物组成一般可分为主晶相、次晶相及基质相三大类。（２）高岭土回转窑耐火材料的性质  高岭土回转窑耐火材料的性质包括物理性质、力学性质、热学性质、电学性质及使用性质，以下着重介绍其使用性质。  高岭土回转窑设备耐火材料的使用性质实质上是表征其抵抗高温热负荷作用的同时，还受其他化学、物理化学及力学作用而不易损坏的性能。这些性质不仅可用于判断材质的优劣，还可根据使用时的工作条件，直接考察它在高温下的适用性。

 １）耐火度  指高岭土回转窑耐火材料在高温作用下达到特定软化程度的温度，表征材料抵抗高温作用的性能。高岭土回转窑耐火材料的耐火度取决于材料的化学矿物组成和它们的分布情况。耐火度是评价高岭土回转窑耐火材料的一项重要技术指标，但是不能作为制品使用温度的上限。

 ２）荷重软化温度  是指高岭土回转窑耐火材料在一定的重力负荷和热负荷共同作用下达到某一特定压缩变形时的温度。是对高岭土回转窑耐火材料以恒荷重持续升温法所测定的高温力学性质。

表征高岭土回转窑耐火材料抵抗重力负荷和高温热负荷共同作用而保持稳定的能力。荷重软化温度的高低主要取决于制品的化学矿物组成，在一定程度上与其宏观结构有关。  即取决于：

 存在的结晶相、晶体构造和性状，即晶体是否形成网络骨架或以孤岛状分散于液相中，前者 的变形温度高，后者的变形温度主要由液相的含量及粘度所决定，可见显微组织结构对制品的荷重变形温度影响显著。  ② 晶相和液相的数量及液相在一定温度下的粘度。③晶相与液相的相互作用。根据荷重软化温度，可以判断高岭土回转窑耐火材料在使用过程中 在何种条件下失去荷重能力，以及高温下制品内部的结构情况。荷重软化温度仅能作为高岭土回转窑耐火材料的最高使用温度的参考值。

３）高温体积稳定性  高岭土回转窑设备耐火材料在高温下长期使用时，其外形体积保持稳定不发生变化（收缩或膨胀）的性能称为高温体积稳定性。一般以制品在无重负荷作用下重烧体积变化百分率或重烧线变化百分率来衡量其优劣。由高岭土回转窑耐火材料的重烧变化可以判别制品的高温体积稳定性，从而保证砌筑体的稳定性，减少砌筑体的缝隙，提高其密封性和耐侵蚀性，避免砌筑体整体结构的破坏，也可判断耐火制品的生产工艺制度和方法的正确性。 ４）耐热震性  又称热震稳定性、耐急冷急热性。是耐火制品抵抗温度急剧变化而不破坏的能力。高岭土回转窑耐火材料在使用过程中，经常受到强烈的急冷、急热作用，如间歇生产的窑炉、窑炉点火、停火和停窑检修等情况。在很短的时间内工作温度变化很大，高岭土回转窑耐火材料内部就会因为温度的急剧变化而产生应力。当这种应力超过制品的结构强度时，便发生开裂、剥落，甚至造成砌体和窑具的崩裂。这种应力的大小，主要取决于制品的组织结构、热膨胀性、导热性及弹性模量等因素。

 ５）抗渣性  指高岭土回转窑设备耐火材料在高温下抵抗熔渣及其他熔融液体侵蚀而不易损毁的性能。抗渣性与材料的化学矿物组成、微观和宏观结构密切相关。高岭土回转窑耐火材料与熔融液直接接触的窑炉和窑具等高温设施，极易受熔渣侵蚀而损坏。高岭土回转窑耐火材料不直接与熔融液接触，但是固态物料、烟气中的尘粒与其接触，一些气态物质也可在高岭土回转窑耐火材料上凝结，它们都可在高温下与高岭土回转窑耐火材料反应形成熔融体，或形成性质不同的新生物，或使高岭土回转窑耐火材料中形成的一些组分分解，导致高岭土回转窑耐火材料损毁。因此，提高高岭土回转窑耐火材料的抗渣性，对提高窑具、炉衬及其砌筑体的使用寿命，提高热工设备的热效率和生产效率，降低成本，减少产品因高岭土回转窑耐火材料而引起的污染，提高产品质量都是很有意义的。

６）耐真空性  指高岭土回转窑耐火材料在真空和高温下使用时的耐久性。通常在常温下高岭土回转窑耐火材料的蒸气压都很低。可以认为是极稳定而不易挥发的。但在高温减压下使用时，其中一些组分极易挥发，且在真空下熔渣沿材料中毛细管渗透的速度明显加快，从而造成高岭土回转窑耐火材料的损毁。因此要提高高岭土回转窑耐火材料的耐真空性，应选择蒸气压低和化学稳定性高的化合物来构成，生产工艺中还应提高高岭土回转窑耐火材料的致密性。

７）制品形状规整性和尺寸的准确性  正确的形状和准确的尺寸对于砌筑体的严密性和使用寿命有很大的影响，对砌筑施工也提供了有利的条件。一般来说砖缝在砌筑体中是最薄弱和最易损坏的部分，很容易被熔渣和侵蚀性气体渗入和侵蚀。如果制品的形状不规整，尺寸不准确，不仅砌筑施工不便，而且砖缝过大，砌筑体的质量低劣。砌筑体因砖缝干缩和烧缩造成体积不稳定，导致砖块脱落和砌体开裂，甚至倒塌，且扩大熔渣和气体同耐火制品的接触表面，加速侵蚀，造成砌体局部损坏，影响砌体使用寿命。因此，为便于施工，特别是保证砌体的整体质量，耐火制品的形状必须规整，尺寸必须准确。这是耐火制品的一项重要技术指标。  通常，制品的尺寸公差，是否有扭曲变形、缺边掉角等都应作为其质量标准中的重要项目，按制品的种类和使用条件，规定其最高限度值，用以评价产品质量是否合格，并对合格产品划分等级。 耐火制品的形状规整性和尺寸的准确性，主要受耐火原料、加工装备和工艺制度等控制。当然，储存与运输方式也有影响。原料成分稳定，装备精良，生产工艺制度合理和操作正确，可获得形状与尺寸合格的产品。妥善的储存，特别是精心的包装和装卸是避免产品再损坏和缺边掉角的重要保证。