高铝砖的应用特点是什么？热膨胀性怎么控制？

以高铝砖和粘土砖为代表的AL2O3-SiO2铝硅系耐火砖，是目前可用于高温工业炉中较为常见的产品，也是适应性较广泛的一类窑炉耐火砖。因高铝砖或粘土砖非特殊高温制品，其价格也相比于一些特殊用耐火砖的价格低廉，所以使用及生产厂家比较多。高铝砖是铝硅系耐火砖中最具代表的一种产品，耐火度要比粘土砖高，能在高温1300℃-1550℃无侵蚀无磨损的情况下长年使用，但是最大的缺点是抵抗温度变化的热震稳定性比较差。

高铝砖即属于铝硅系AL2O3-SiO2耐火材料又属于中性偏酸性耐火砖，其中含有的矿物元素AL2O3是一种两性氧化物，当高铝砖中的AL2O3含量大于73%以上可作为中性耐火砖使用，当AL2O3含量小于41%以下就称为粘土耐火砖作为酸性制品使用，高铝砖是有等级划分的，生产中根据高铝砖的AL2O3含量可分为四个等级，最高等级为特级高铝砖LZ-80牌号，最低等级为LZ-55牌号，牌号的高低是根据选用的原料不同来判定的，所用的主要原料为铝矾土，其中铝矾土中含有的的矿物元素为高岭石（AL2O3·2SiO2·2H2O）、一水铝石（a-AL2O3·H2O）、三水铝石（γ-AL2O3·3H2O），这些矿物是一种高硬度的化合物，熔点为2054℃，沸点为2980℃，在高温下可电离的离子晶体，常用于制造耐火材料，所以高铝砖的原料就决定其中的耐火度。

高铝砖在工业炉中的应用一般都是直接接触高温火焰的，其长期在热负荷下使用，所以高铝砖的应用特点应具备以下几点：①足够的耐火度及抵抗热负荷冲击而不破坏的能力②要能够满足工业炉的生产使用温度，要求即高铝砖的荷重软化温度要高于窑炉的工作温度。③高铝砖在高温下要有一定的耐磨性能④能够抵抗一定的固、气、液等熔融物或熔融渣的侵蚀。高铝砖的选用要根据工业炉内衬的生产环境来合理的选用不同的等级，或不同的温度段带选用不同的产品，高铝砖也并不是在什么环境下都能使用，但是高铝砖的最大特点还是它的高温使用下稳定存在莫来石相和刚玉相，这也是高铝砖的能再无侵蚀无磨损的情况下长年使用的原因。

高铝砖的热膨胀原因，机制成型后的高铝砖会在隧道窑内进行烧制。最高温度会烧到1430 °C，这其中会经历由坯体转为成型品的变化，其中也会发生相应的热膨胀量，其中在1365 C、1330 C,制品的尺寸膨胀率分别为2%〜3.5%、1.0%〜2%。到1430℃之后才会稳定线变化膨胀量膨胀率在0. 5%〜1%之间，这个过程可以看到在不同温度段，高铝砖由膨胀变为收缩，所以是一个液相烧结的膨胀变化。

高铝砖之所以会发生烧结膨胀是因为根据AL2O3-SiO2二元系统相关图可知,在莫来石A3S2的组成点上，AI2O3含量为71.8%，也就是说,AI2O3含量达到或接近此数值时,莫来石化的倾向会很大，而且二次莫来石化伴随有10%的体积效应。当高铝砖基质中的AI2O3含量高达71. 2%，接近莫来石A3S2的组成点,由于细粉的颗粒很小，颗粒的比表面积0=3/R,随半径的减少而显著的增大，因此比表面积越大，颗粒的活性越高。接触面积越大，反应越完全。所以烧成过程中，二次莫来石反应主要集中在基质中进行，而二次莫来石化开始于1200 °C,结束于1400〜1500℃。因此烧成温度越高，则二次莫来石化在基质中进行地越彻底;温度低，则进行得不够完全，由于该反应存在10%的体积效应,在上述三种热工制度烧成时，呈现出了不同的体积膨胀效应。