什么是硅線石耐火材料？

硅線石可以用來生產(chǎn)耐火材料，添加到鋁硅耐火材料中作為添加劑，以改善其性質(zhì)；用它們制備莫來石。
 

硅線石有多種顏色，主要有三種顏色：黃色、棕色和藍(lán)色。黃色和棕色的變體分布廣泛，而藍(lán)色的變體是礦物學(xué)上的瑰寶。在中國黑龍江雞西部，林口生產(chǎn)的硅線石主要是黃色和棕色，但沒有藍(lán)色。據(jù)研究，硅線石中的鐵、鉻和鈦是決定其顏色多樣性的主要原因，并與其產(chǎn)生的巖石環(huán)境有關(guān)。

硅石礦物的應(yīng)用有三個方面：以其為主要原料直接制造耐火材料；添加到鋁硅耐火材料中作為添加劑，以提高其性質(zhì)；用它們來制備莫來石。由于我國擁有豐富的明礬土資源，很少有人使用硅石礦物制造耐火磚和莫來石。由于藍(lán)晶石在燃燒過程中膨脹較大，因此制造耐火磚的機(jī)會較少。硅石礦物的應(yīng)用主要是作為添加劑。硅石礦物制品的制造方法和工藝與高鋁磚相同。將一定粒度的原料和組合劑混合，形成、干燥、燃燒。

硅線石是一種高質(zhì)量的耐火原料，用于生產(chǎn)低蠕變、高荷軟、高熱沖擊磚微膨脹的高鋁磚和電爐頂、水泥回轉(zhuǎn)窖磷酸鹽結(jié)合高鋁磚等。也用于玻璃、陶瓷、技術(shù)陶瓷、特種涂料等行業(yè)。與世界相比，我國硅線石的開發(fā)和應(yīng)用起步較晚。20世紀(jì)60年代，福建省莆田市將盛產(chǎn)的白云母硅線石片巖直接切割加工成各種形狀和尺寸的耐火材料銷售給省內(nèi)外。20世紀(jì)70年代末，由于上海寶鋼的建設(shè)，外界提出了使用硅線石等三種石材的要求，促進(jìn)了我國硅線石礦物的開發(fā)和應(yīng)用。當(dāng)時，寶鋼主要將硅線石應(yīng)用于均熱爐、加熱爐關(guān)鍵部位的高鋁磚和300噸剛玉上下滑板。

與其他耐火磚相比，硅線石磚具有性能優(yōu)勢。
將磚樣制成25mm×25mm×5mm和25mm×25mm×125mm樣品，放入自制坩堝中，加入K2CO3和焦炭混合物(比例1.1:1)，在硅炭棒爐中進(jìn)行1100℃、1200℃和1300℃的耐腐蝕試驗(yàn)。
從耐堿比較試驗(yàn)可以看出，H31硅磚的耐堿性明顯高于普通高鋁磚，但低于山東耐火材料廠生產(chǎn)的H21莫來石低蠕變磚（1550℃，50h，蠕變率不超過1%）。
3MPa降至1300℃，10h，堿侵蝕后72.7MPa，強(qiáng)度下降率為70.12%；H3n2和工業(yè)生產(chǎn)的H31分別為166。
3MPa和134.4MPa降至1200℃，10h，堿侵蝕后37.8MPa和30.5MPa，強(qiáng)度下降率分別為77.25%和77.32%；
1300℃，10h，堿侵蝕后強(qiáng)度下降率為80.32%，81.18%。雖然H31硅磚的強(qiáng)度在堿侵蝕后下降，但仍保持較大的強(qiáng)度。普通高鋁磚無法與之相比。H31硅磚具有較高的耐堿性能。
一些數(shù)據(jù)指出，為了與高爐15~20年的爐齡相匹配，在大中型高爐裝載系統(tǒng)和爐體中上部，用硅磚代替致密粘土磚襯里。硅石磚是以莫來石、硅石、紅柱石、金屬硅為主要原料，采用與剛玉產(chǎn)品生產(chǎn)相似的生產(chǎn)工藝，在高純氮?dú)夥罩腥紵?。由于是Sialon的組合，產(chǎn)品的高溫強(qiáng)度、注射、渣、鐵水、熱震等高溫實(shí)用性能大大提高了普通硅石磚。

硅線石耐火原料的優(yōu)點(diǎn)
（1）硅石礦物莫來石化產(chǎn)生的膨脹，以彌補(bǔ)加熱過程中不定形耐火材料的收縮，以確保耐火材料砌體的體積穩(wěn)定性。如果用于澆筑材料、塑料、壓力材料和泥漿。此外，將其添加到高鋁耐火材料產(chǎn)品中，利用莫來石化產(chǎn)生的膨脹，提高其負(fù)荷軟化溫度和抗蠕變性。
（2）利用硅石礦物的莫來石化和二次莫來石工藝形成合理的顯微結(jié)構(gòu)。在產(chǎn)品燃燒過程中，硅石礦物首先分解產(chǎn)生莫來石和無定形SiO2。分解過程中產(chǎn)生的莫來石顆粒的大小、形狀和取向取決于硅石礦物的結(jié)構(gòu)、顆粒大小等因素。分解產(chǎn)生的SiO2與產(chǎn)品中的Al2O3反應(yīng)產(chǎn)生二次莫來石，可以在一次莫來石顆粒上生長。二次莫來石的生產(chǎn)和生長與Al2O3含量、粒度、液相組成和數(shù)量、燃燒溫度等一系列因素有關(guān)?？刂粕鲜鲆蛩?，形成莫來石交錯網(wǎng)絡(luò)，液相少的顯微結(jié)構(gòu)，可提高鋁磚等耐火材料的性能。
（3）由于大多數(shù)硅石礦物都是經(jīng)過選礦的。因此，其雜質(zhì)含量一般低于高鋁土礦。添加到高鋁耐火材料中可以降低產(chǎn)品中的雜質(zhì)和玻璃相含量。應(yīng)特別指出，在上述三個因素中形成合理的顯微結(jié)構(gòu)，減少玻璃相，提高玻璃相中的SiO2含量是很重要的。

硅線石耐火球
硅線石耐火球主要用于球形熱風(fēng)爐。高鋁球和硅球作為熱交換材料，通過球薪之間的間隙進(jìn)行熱交換。具有熱交換效率高、裝卸維護(hù)方便等特點(diǎn)。20年來，隨著球形熱風(fēng)爐的優(yōu)越性逐漸被人們所認(rèn)可，球形熱風(fēng)爐的高爐容積越來越大，數(shù)量也越來越多，已應(yīng)用于300m3高爐。為1000m3以上大型高爐的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，其發(fā)展前景十分可觀。
目前，球式熱風(fēng)爐中使用的熱交換材料為高鋁耐火球（用于下低溫區(qū)）和硅球（用于上高溫區(qū)）。球體密度小（硅球1.7~1.9g/cm3），氣孔率高（>25%），形狀不規(guī)則，強(qiáng)度低。特別是硅球的熱穩(wěn)定性很差，使用后有脫落和裂紋，特別是在卸載爐（球）時，由于溫度變化較大，硅球的爆裂現(xiàn)象嚴(yán)重，一次卸載球的損失達(dá)到10%~20%，再次使用后的破碎率達(dá)到30%。為了提高耐火球的質(zhì)量，延長使用壽命，以硅石和明礬為主要原料，采用半干機(jī)壓或型研制成性能優(yōu)于硅球的硅球耐火球。經(jīng)試驗(yàn)，用戶非常滿意。它是球式熱風(fēng)爐的熱交換材料。