Кирпич из андалузита для горячего дутья и его муллитизация

Производство чугуна в доменных печах – наиболее распространённый метод в мире. Воздухонагреватели – ключевое оборудование, обеспечивающее подачу горячего дутья (1200–1300°C) в доменную печь через систему воздуховодов (ответвления, магистральные, вертикальные и кольцевые трубы).

Преимущества андалузитового кирпича во футеровке воздуховодов:

  • Низкая ползучесть при высоких температурах

  • Отличная термостойкость (>50 циклов)

  • Устойчивость к эрозии и химическая инертность

Наша продукция:
✔ Полная линейка марок андалузитового кирпича
✔ Проверенные характеристики (испытания при 1450°C)
✔ Экологичность (сырьё не требует предварительного обжига)

Наименование RH155 RH150 RH145 RH140 RH135
Al2O3  % ≥69 ≥65  ≥61 ≥57 ≥53
Fe2O3  % ≤1.0 ≤1.0 ≤1.2 ≤1.2 ≤1.5
TiO2  % ≤0.5 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.6 ≤0.6
Открытая пористость,  % ≤20 ≤20 ≤20 ≤20 ≤20
Объемная плотность, г/см3 2.55~2.70 2.50~2.65 2.45~2.60 2.40~2.55 2.35~2.50
Предел прочность при сжатии, H/мм2 ≥55 ≥55 ≥50 ≥50 ≥40
Температура начала размягчения под 0,2 H/мм2, °C ≥1700 ≥1700 ≥1650 ≥1600 ≥1520
Дополнительная линейная усадка, % 1500°C×2ч. ±0.2 1500°C×2ч. ±0.2  1500°C×2ч. ±0.2 1450°C×2ч. ±0.2 1450°C×2ч. ±0.2
Скорость ползучести, % 0.2H/мм2 0~50ч. ≤0.8 1550°C ≤0.8 1500°C ≤0.8 1450°C ≤0.8 1400°C ≤0.8 1350°C

Андалузит – это высококачественное природное огнеупорное сырьё, которое можно использовать напрямую без обжига, что имеет важное значение для энергосбережения и снижения выбросов. При высоких температурах андалузит подвергается реакции разложения:

  1. Первичная муллитизация андалузита (1200–1600°C):

    2Al2SiO5→3Al2O3⋅2SiO2+SiO2+ΔV1

    • Объёмное расширение +20% (стеклофаза снижает жаропрочность)

Эта реакция называется первичной муллитизацией андалузита. Полная температура разложения: Частицы андалузита: 1450-1600°C; Тонкий порошок андалузита: 1200-1300°C. Продукты разложения андалузита: Муллит 3Al2O3·2SiO2; Кремнеземистая стекловидная фаза SiO2; Сопровождается объемным расширением.

Содержание кремнеземистой стекловидной фазы зависит от температуры и содержания примесей. При низком содержании примесей содержание кремнеземистой стекловидной фазы составляет около 20%.

Образующаяся при разложении андалузита кремнезёмная стеклофаза оказывает негативное влияние на высокотемпературные свойства материала, снижая сопротивление ползучести.

Для устранения этого эффекта в состав материала добавляют оксид алюминия (Al₂O₃), который вступает в реакцию со стеклофазой с образованием муллита. Данный процесс называется вторичной муллитизацией:

  1. Вторичная муллитизация (добавка Al₂O₃):

    3SiO2+2Al2O3→3Al2O3⋅2SiO2+ΔV2

    • Компенсирует расширение (+7–8%), повышает устойчивость к ползучести

Технологический принцип производства андалузитового кирпича для воздухонагревателей заключается в использовании двух стадий муллитизации андалузита для достижения высоких температурных характеристик продукции.