红柱石 铝硅系原料中的天然原料有哪些？莫来石相变

与其他原料不同，红柱石无需煅烧即可使用。 其主要特点是反应活性高，莫来石转化率在1200度以上。 莫来石形成的温度取决于红柱石的粒度和纯度。

3(Al2O3?SiO2)→?2SiO2+SiO2

红柱石-莫来石富硅玻璃相

图1MgO-Al2O3-SiO2三元体系相图

在红柱石晶体的初级莫来石化过程中，从红柱石晶体中析出的富二氧化硅玻璃相可以与氧化铝反应生成次级莫来石。

2SiO2+→·2SiO2

富硅玻璃相煅烧氧化铝二次莫来石

红柱石和硅线石的晶体结构均为斜方晶系。 红柱石向莫来石的相变开始于较低的温度（颗粒约为1200℃；微米级粉末约为1000℃）。 红柱石起始温度为 1450-1500°C。 基本上全部转化为莫来石。 但硅线石-莫来石相变起始温度较高，约为1450℃，完全莫来石相变温度需在1700℃以上。 在使用温度低于1650℃的耐火材料中，硅线石的莫来石化过程很难充分发展。 蓝晶石的晶体结构为三斜晶系，密度高于红柱石和硅线石。 其莫来石相变在低温（1150℃）开始，在1300℃左右完成； 体积变化很大（15%-18%）。 相变开始的温度和范围以及膨胀率决定了“三石”原材料的实际应用。

纯红柱石砖含有约 85% 莫来石和 15% 玻璃相，不含方石英。 随着莫来石的转化，红柱石（D59）可生产比其他铝硅系列原料如木炭（C45）、60莫来石（C60）、70莫来石（SM）、88和90高铝铝土矿（B88和B90）更高的扩展性（图2）。

图2 几种铝硅原料的膨胀系数

莫来石化红柱石呈现出一种独特的微观结构，称为莫来石-玻璃复合网络结构（图3）。 这种莫来石晶体网络结构占据了原来的红柱石颗粒空间红柱石，红柱石外观结构仍然存在。

图3 红柱石相变形成的初生莫来石（左）和次生莫来石（右）

（热风炉用红柱石砖）

由热震或热应力引起的细小裂纹会被莫来石晶网中的玻璃相削弱或“修复”，从而大大提高耐火材料的热震稳定性。 图4是几种烧制砖的热震稳定性比较。 红柱石的热震稳定性是普通高铝砖的三倍。

图4 几种烧制砖的热震稳定性

（从左到右：红柱石砖、粘土砖、刚玉砖、高铝砖）

通过莫来石化反应，提高了红柱石耐火材料的机械强度，提高了承载柔软度，抗醛变性也显着提高。 红柱石耐火材料的性能改进总结于表2。

值得一提的是，由于红柱石产品中不可避免地存在杂质。 但这些杂质大多比较集中，不会对整体性能产生重大影响。

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