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실리카 벽돌은 가장 일반적인 실리카 내화재입니다. 고온 강도 및 하중 연화 온도, 우수한 고온 크립 저항성 및 강산 슬래그 침식 저항성과 같은 우수한 특성을 가지고 있어 고온, 고하중 및 부식과 같은 혹독한 환경에서 코크스 오븐의 사용 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
일반적으로 실리카 내화 벽돌에는 트리디마이트, 크리스토발라이트 및 소량의 잔류 석영의 세 가지 결정상이 있으며, 진밀도는 차례로 증가합니다. 일반적으로 진밀도, 열팽창 계수, 트리디마이트 및 잔류 석영 함량은 실리카 벽돌을 특성화하는 데 가장 중요한 성능 지표입니다. 소성 공정 중 우수한 고온 성능을 가진 체적 안정 트리디마이트 및 크리스토발라이트로 석영이 전환되는 정도가 클수록 잔류 석영 함량이 적고 실리카 내화 벽돌의 진밀도가 작고 고온 체적 안정성이 좋으며 사용 중 재팽창이 작습니다.
내화재에 적합한 실리카는 주로 석영암이며, 조직 구조에 따라 결정질 실리카와 시멘트 실리카로 나눌 수 있습니다. 일반적으로 결정질 실리카는 순도가 높고 원료 밀도가 높으며 석영 결정 입자가 크고 가열 시 변형 속도가 느리고 시멘트 실리카는 종종 소량의 불순물을 함유하고 순도가 비교적 낮습니다. 또한 시멘트 실리카의 석영 입자는 결정화가 작고 시멘트 재료 함량이 높으며 가열 시 변형이 빠릅니다. 따라서 다양한 용도에 적합한 실리카 내화벽돌을 생산하기 위해 실리카 원료의 특성에 따라 합리적인 생산 공정을 수립해야 합니다.
실리카 벽돌의 생산 공정에서 일정량의 미네랄라이저가 종종 도입됩니다. 그 주요 기능은 미네랄라이저와 SiO2 또는 기타 불순물을 사용하여 저융점 고온 액상을 형성하여 소성 공정 중에 석영을 트리디마이트와 크리스토발라이트로 전환하는 것을 촉진하는 것입니다. 동시에 소성 공정 중에 상 변화로 인해 발생하는 부피의 급격한 팽창을 완충하여 제품의 느슨함과 균열을 유발할 수 있습니다.
널리 사용되는 광화제는 석회와 철 스케일입니다. 석회는 일반적으로 석회유 형태로 첨가되며, 성형 후 벽돌의 강도를 높일 뿐만 아니라 소성 저온 단계에서 SiO2와 반응하여 벽돌의 강도를 높일 수 있습니다. 1100도 이후에 생성된 의사-울라스토나이트는 다른 광화제와 함께 액상을 형성하여 석영을 트리디마이트로 전환할 수 있습니다. 철 스케일은 종종 석회와 함께 광화제로 첨가되며, 이는 액상의 온도와 점도를 크게 낮추고 제품의 균열을 줄일 수 있습니다. 배치에서 철 스케일을 고르게 분산시켜 좋은 광화 효과를 얻으려면 입자 크기가 0.088mm 이하인 질량 분율이 80% 이상이어야 합니다. 석회와 철 스케일 외에도 불소석과 장석 복합재, MnO2, C3S도 트리디마이트 형성을 촉진하는 데 긍정적인 효과가 있는 것으로 나타났습니다.
실리카 벽돌에 SiC를 첨가하면 트리디마이트 형성을 촉진하고, 실리카 내화벽돌의 열팽창률과 크리프율을 낮추며, 실리카 내화벽돌의 열전도도와 고온 굽힘 강도를 향상시킬 수 있다. Si3N4를 첨가하면 실리카 내화벽돌의 열충격 안정성을 향상시킬 수 있으며, 첨가량이 5%일 경우 트리디마이트 함량이 높아지고 치밀한 미세 구조를 갖게 된다. 실리카 내화재료에 TiO2와 같은 금속 및 그 산화물을 첨가제로 첨가하면 재료의 겉보기 기공률을 줄이고, 겉보기 밀도를 높이며, 잔류 석영 함량을 낮추고, 트리디마이트 함량을 높이며, 재료 강도와 내화 특성을 최적화할 수 있다.
