01原料性能

剛玉分燒結(jié)剛玉和電熔剛玉。其中，電熔剛玉是將氧化鋁或鋁礬土在電爐中熔融后冷卻得到的產(chǎn)物。電熔剛玉晶粒大、致密度高、氣孔少、硬度高。燒結(jié)剛玉的晶粒小、氣孔多、硬度小，但抗熱震性要好些�？傮w上說，剛玉的耐高溫、耐磨損性很好，但抗熱震性欠佳，導(dǎo)熱性較大，特別是抗堿侵蝕性很差。莫來石也分燒結(jié)和電熔兩種。其中，電熔莫來石的性能更好�？傮w上說，莫來石具有高溫體積穩(wěn)定性好、熱態(tài)強度大、抗蠕變性強的特點，具有中等偏上的耐熱震性和較低的導(dǎo)熱性。紅柱石是藍(lán)晶石族礦物中的一員。藍(lán)晶石礦物指分子式為Al2O3-SiO2的三種同質(zhì)異構(gòu)礦物：藍(lán)晶石、紅柱石和硅線石。這三種晶體的共性是耐火度高，質(zhì)地純凈，抗侵蝕性好，煅燒過程中轉(zhuǎn)變?yōu)槟獊硎�和高二氧化硅含量的物質(zhì)，并伴有體積膨脹(藍(lán)晶石為16%〜18%，紅柱石為3%〜5%，硅線石為7%〜8%)。

1300〜1350℃時，藍(lán)晶石轉(zhuǎn)變成為莫來石和方石英，并伴隨+18%的體積變化。由于膨脹過大，藍(lán)晶石的摻量受到限制。藍(lán)晶石轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的膨脹可以用于抵消不定形耐火材料的收縮，產(chǎn)生的莫來石可用于提高澆注料的抗熱震性。但是，藍(lán)晶石轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的方石英卻不利于抗熱震性。

1400℃時，紅柱石轉(zhuǎn)化成為莫來石和高硅玻璃相，并伴隨+4%的體積變化。由于膨脹較小，有利于提高紅柱石的摻量。紅柱石轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的膨脹可以用于抵消不定形耐火材料的收縮，產(chǎn)生的莫來石可用于提高澆注料的抗熱震性。不同的是，紅柱石轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的高硅玻璃相具有極低的熱膨脹系數(shù)，非常有利于提高澆注料的抗熱震性。

1500℃時，硅線石轉(zhuǎn)化成為莫來石;并伴隨+8%的體積變化。理論上，硅線石轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的膨脹可以用于抵消不定形耐火材料的收縮，產(chǎn)生的莫來石也有利于提高澆注料的抗熱震性。由此，低中檔不定形耐火材料常用藍(lán)晶石作為添加劑;高中檔不定形耐火材料常用紅柱石作為添加劑;硅線石的轉(zhuǎn)變溫度過高，一般不適合作不定形耐火材料的膨脹劑使用。

碳化硅具有高熔點、高硬度、高導(dǎo)熱、低膨脹和可氧化的特性。碳化硅的高硬度被利用來提高耐火材料的耐磨性。碳化硅的低膨脹和高導(dǎo)熱性能被用于提高耐火材料的抗熱震性。碳化硅可能產(chǎn)生鈍化氧化或形成SiO2釉層的特性被用來提高耐火材料的抗侵蝕性。

02材料設(shè)計

根據(jù)水泥窯窯口等處的使用條件，用于此處的耐火材料應(yīng)該具有良好的耐高溫、抗磨損、抗熱震、耐侵蝕和低導(dǎo)熱性能。耐高溫性好的原料只有剛玉;耐堿蝕性好的原料只有碳化硅;耐磨損性好的原料有剛玉和碳化硅;抗熱震性好的礦物有碳化硅和紅柱石;導(dǎo)熱性低的原料有紅柱石和莫來石。所以，水泥窯高溫帶用耐磨澆注料至少應(yīng)該含有剛玉、碳化硅兩種礦物，以及莫來石和紅柱石兩者的其中之一。為了獲得所需的性能，高溫耐磨澆注料可以同時含有剛玉、碳化硅、紅柱石、莫來石四種礦物。