Het sinteren vansilica bakstenenis eigenlijk een homogeen polykristallijn transformatieproces van SiO2. Onder invloed van mineralisatoren worden de grondstoffen van silica langzaam gesinterd en feitelijk omgezet in tridymiet en cristobaliet, met slechts een kleine hoeveelheid achtergebleven kwarts. Wanneer vuurvaste stenen van silica tijdens gebruik tot 1450 graden worden verwarmd, is er een totale volume-expansie van 1,5% ~ 2,2%. Deze resterende uitzetting zorgt ervoor dat de metselwerkvoegen sluiten, wat bevorderlijk is om te garanderen dat het metselwerk van siliciumbaksteen een goede dichtheid en structurele sterkte heeft. Bovendien bepaalt deze homogene polykristallijne transformatie van SiO2 dat de focus van de monitoring van vuurvast materiaal in de vroege fase van het bakken in de oven ligt op silica-vuurstenen, en dat de verwarmingssnelheid wordt gekenmerkt door langzame en uniforme verwarming. In het temperatuurbereik van 150 ~ 300 graden moet speciale aandacht worden besteed aan langzame verwarming in dit temperatuurbereik bij bakovens, omdat de kristaltransformatie van B en alleen cristobaliet gepaard gaat met een groot volume-effect.
De transformatiesnelheid en de mate van kwarts naar tridymiet zijn niet alleen gerelateerd aan de temperatuur en de aanwezigheid van mineralisatoren, maar ook aan factoren zoals de temperatuuractietijd, de deeltjesgrootte van de grondstoffen en de kristalgrootte van de transformatiefase. De conversie is snel als de temperatuur hoog is, de actietijd bij hoge temperatuur lang is, de deeltjes klein zijn, de kristallen klein zijn en de mineralisator sterk is, en omgekeerd. De belangrijkste kristalfasen van silicabakstenen zijn tridymiet en cristobaliet. Het smeltpunt van tridymiet is 1670 graden en heeft een hoge volumestabiliteit. Als de tridymiet in de silica-vuursteen de vorm heeft van speerpunt-tweelingkristallen en verweven in een netwerkdistributie, kan de steen een hoger belastingsverwekingspunt en mechanische sterkte hebben. Wanneer er meer resterend kwarts in de vuurvaste silica-steen zit, zal deze tijdens gebruik kristaltransformatie blijven ondergaan en zal de volume-expansie groot zijn, waardoor de steenstructuur losraakt en barst. De fysische en chemische veranderingen die optreden in de silica-haardsteen tijdens het bakproces kunnen als volgt worden samengevat:
①<150℃ remove the residual moisture of the brick blank.
②Bij 450 ~ 550 graden begint Ca(OH)2 te ontleden en is 550% van de ontbinding voltooid. Op dit moment wordt de binding tussen de silicasteendeeltjes vernietigd als gevolg van de werking van CaO enz., neemt de sterkte af en wordt het plano bros.
③Bij een temperatuur van 550 ~ 650 graden worden kwartsstenen omgezet in kwarts en wordt het volume groter.
④Bij 600 ~ 700 graden vindt een vaste fase-reactie plaats tussen CaO en SiO2 en wordt de sterkte van het lichaam verbeterd.
⑤Bij 800 ~ 1100 graden vindt er een vloeistoffasereactie plaats in het bakstenen lichaam en neemt de sterkte van het lichaam snel toe. Vanaf 1100 graden neemt de transformatiesnelheid van kwarts enorm toe, en de kwartsvarianten met een laag soortelijk gewicht produceren op dit moment een grote volume-expansie.
⑥Bij 1300 ~ 1350 graden neemt het werkelijke soortelijk gewicht van het lichaam af, als gevolg van de toename van het aantal tridymiet en cristobaliet, en kan de toegenomen volume-expansie scheuren veroorzaken.
⑦Bij 1350 ~ 1470 graden is de mate van kwartstransformatie en de resulterende uitzetting erg groot. Alleen monokwarts, metastabiel cristobaliet, mineralisatoren en onzuiverheden werken samen om een vloeibare fase te vormen, en dringen de kwartsdeeltjes binnen om scheuren te vormen wanneer metastabiel cristobaliet wordt gevormd, wat de continue oplossing van monokwarts en metastabiel cristobaliet in de gevormde vloeibare fase bevordert, waardoor het een oververzadigde fase wordt. smelt van silicium en zuurstof, en kristalliseert vervolgens continu uit de smelt in de vorm van stabiel tridymiet. Op dit moment geldt: hoe groter de vloeistofviscositeit, hoe sneller de transformatiesnelheid van de silica-vuurvaste baksteen en hoe groter de kans op scheuren in de baksteen.
Om te voorkomen dat de silicabaksteen tijdens het bakproces zijn kristalvorm verandert, wat gepaard gaat met een grote volumeverandering die tot scheuren leidt, moeten daarom de volgende procesmaatregelen worden genomen:
(1) De verwarmingssnelheid van verschillende baktemperatuurbereiken moet worden gecontroleerd. Wanneer de temperatuur lager is dan 600 graden, moet de verwarmingssnelheid worden vertraagd. De verwarmingssnelheid kan worden versneld bij 600 ~ 1000 graden, en de verwarmingssnelheid moet langzaam zijn bij 1100 ~ 1300 graden. Wanneer de baktemperatuur 1300 graden (1430 graden tot 1450 graden) bedraagt, moet de verwarmingssnelheid tijdens het bakproces het langzaamst zijn. Wanneer de gebakken silicabaksteen onder de 600 graden wordt afgekoeld, vooral bij 300 graden, moet dit langzaam gebeuren. Dit kan de volumeverandering van kristaltransformatie effectief bufferen, het tridymiet- en cristobalietgehalte hoger maken en de vorming van scheuren voorkomen.
(2) Tijdens de bakfase bij hoge temperatuur moet een reducerende atmosfeer worden gebruikt, die bevorderlijk is voor de mineralisatie van laagwaardig ijzeroxide en de grootschalige productie van tridymiet bevordert. Anders wordt in een oxiderende atmosfeer, vooral wanneer de mineralisator onvoldoende is, het grootste deel van het -kwarts omgezet in -kwarts. Deze conversie wordt "droge conversie" genoemd. Tijdens de droge conversie zal de productstructuur losraken en barsten als gevolg van de grote ongelijkmatige volume-expansie van het baksteenlichaam en het ontbreken van bufferspanning in de vloeibare fase. Tegelijkertijd moet passende isolatie worden uitgevoerd bij verschillende temperatuurstadia van het bakken van silica-bakstenen om ervoor te zorgen dat de silica-baksteen een redelijke fasesamenstelling heeft en aan de gebruiksvereisten voldoet.
(3) Verbeter het laadsysteem voor halffabrikaten om de kans op scheuren te verkleinen. De dwarsscheuren van vuurvaste stenen van silica, dat wil zeggen scheuren evenwijdig aan de drukrichting van het product, worden meestal veroorzaakt door ongelijkmatige verwarming van verschillende delen van het product tijdens het bakken. Ze verschijnen meestal op het vuurontvangende oppervlak buiten de stapel stenen, vooral op het oppervlak van het topproduct. De maasscheuren op het oppervlak van vuurvaste stenen van silica worden meestal veroorzaakt door een te hoge verwarmingstemperatuur en grote schommelingen van het product, naast de microscopische oneffenheden van de plano zelf als gevolg van ongelijkmatig kneden of veranderingen in grondstoffen. Bij het laden moeten speciale vuurvaste stenen van silica in de ovenwagen worden geplaatst, en standaard gewone stenen worden buiten de ovenwagen geïnstalleerd; de uitstekende delen van de speciaal gevormde stenen of de barstgevoelige delen moeten naar binnen worden geplaatst; de bovenkant van de ovenwagen moet worden bedekt met dunne stenen om directe impact van de vlam enz. te voorkomen, anders zal dit tot meer scheuren leiden.
