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莫来石是以3Al₂O₃·2SiO₂结晶相为主要成分的耐火原料,它的具体合成方式是什么呢?莫来石厂家总结如下。
莫来石的合成方法可分为烧结法和电熔法,烧结法按照原料制备的方式又有干法和湿法之分,干法工艺是将配料共同粉磨,经压球或压坯后用回转窑或隧道窑烧成;湿法工艺是将配合料加水磨成料浆,再压滤脱水成为泥饼,真空挤泥成为泥段或泥坯再经烧成。
电熔法是将配合料加入到电弧炉中,在电弧形成的高温中熔融,冷却析晶而成,采用天然原料配料时(如铝矾土等)可不经粉磨直接将块状原料破碎至<1.5mm的颗粒即可,再与其他粉状原料在混合机中混合均匀。
烧结合成莫来石一般在1650~1700℃下进行。影响烧结法合成莫来石的主要工艺因素是原料的纯度、原料的细度和煅烧温度。烧结法合成莫来石主要依靠Al₂O₃和SiO2间的固相反应来完成,因此提高原料的分散度,将会加速固相反应的进程。特别是<8μm的微粒,对合成莫来石的形成和烧结作用很大。可见原料充分混合细磨,是促使合成莫来石的固相反应充分进行的重要工艺条件。莫来石一般在1200℃即开始生成,到1650℃时终止。此时呈微晶状,当温度超过1700℃时结晶发育好。由此可知,燃烧温度直接影响莫来石的形成和晶体的发育。因此,加热到一定的烧成温度并延长一定的保温时间,是合成莫来石的必要条件。合成莫来石所用原料的纯净度要求很严格,少量杂质成分就会降低莫来石的含量。
电熔莫来石是将配合料在电弧炉中熔融,莫来石从熔体中冷却析晶而制得,其析晶过程与Al₂O₃-SiO₂系统相图的析晶过程相似。当配合料的Al₂O₃高于莫来石中的理论组成71.8%时,形成溶有过剩Al₂O₃的莫来石固溶体即β-莫来石,只有Al₂O₃>80%时才会出现刚玉相。电熔莫来石的矿相组成一般为莫来石晶体和玻璃相。
莫来石有两种结晶形态:针状和棱柱状。针状莫来石加固玻璃相,材料化学成分相同时,针状莫来石材料耐火度高于棱柱状莫来石材料。高岭石快速加热至1400℃以上,形成针状莫来石。否则,慢速加热至较低的温度就形成棱柱状莫来石。还有报道管状形态和球形的莫来石,前者推测是由于硅氧和铝氧四面体尺寸不协调产生张力引起管状形态,后者即所谓含氮莫来石。莫来石热膨胀各向异性的特点使其具有良好的热稳定性,
好的莫来石材料作供料机配件时,可以不用预热直接更换到正在运转的供料机上。
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