硅線石是一種具有多用途的非金屬礦物原料，被廣泛應(yīng)用于冶金、化工、玻璃、陶瓷、水泥等領(lǐng)域。本文以不定形耐火材料耐火澆注料為例，加以匯總，系統(tǒng)地介紹了硅線石材料的綜合利用進(jìn)展情況。

　　1、硅線石的應(yīng)用

　　澆注料是一種由耐火原料加入一定量結(jié)合劑制成的粒狀和粉狀的不定形耐火材料，加水?dāng)嚢韬缶哂辛己玫牧鲃?dòng)性能，廣泛應(yīng)用于冶金、水泥、石化等行業(yè)。澆注料是不定形耐火材料中應(yīng)用最為廣泛的材料。

　　礬土基澆注料具有耐火度高、強(qiáng)度好和耐磨性能優(yōu)良等性能，適用于許多工業(yè)窯爐內(nèi)襯。在礬土基澆注料中添加硅線石族礦物，可以進(jìn)一步提高材料的性能。高樹森等通過在礬土基澆注料中添加硅線石族礦物，制備出礬土基低蠕變莫來石制品，該制品已在玻璃熔窯和其他窯爐中進(jìn)行了應(yīng)用，取得了良好的使用效果。李培佳等以礬土、硅線石、SiO2微粉、α-Al2O3微粉和CA75水泥為原料，研究了硅線石加入量對礬土基澆注料性能的影響。結(jié)果表明：隨著硅線石加入量的增加，礬土基澆注料的抗渣侵蝕性能先增大后減小。　　2、硅線石使用過程

　　根據(jù)研究表明，熔渣對耐火材料的侵蝕實(shí)際上是耐火材料向熔渣中溶解和熔渣向耐火材料內(nèi)部滲透的過程，因此在本試驗(yàn)中，電爐渣對礬土基澆注料的侵蝕，主要是熔渣向澆注料內(nèi)部滲透，伴隨著澆注料中低熔點(diǎn)成分向熔渣中的溶解過程。

　　澆注料中含有大量的氣孔，熔融的熔渣通過氣孔侵入試樣內(nèi)部。同時(shí)原料中含有的K2O，Na2O以及渣中含有的FeO在熱處理時(shí)易形成低共熔化合物，從而降低澆注料的抗渣侵蝕性。在本試驗(yàn)條件下，礬土基澆注料中硅線石最佳加入量為w(硅線石)=4%~8%，此時(shí)試樣內(nèi)生成較多的莫來石相和剛玉相，兩相緊密結(jié)合，提高了基體的強(qiáng)度，同時(shí)提高了材料的抗渣侵蝕性能。當(dāng)硅線石加入量超過8%時(shí)，材料的體積密度減小，顯氣孔率增大，抗渣侵蝕性能下降，常溫強(qiáng)度降低。

　　3、硅線石廣泛的應(yīng)用場景

　　3.1 隧道窯窯車車面材料多為粘土、高鋁質(zhì)耐火磚或用礬土水泥、高鋁質(zhì)熟料、廢匣缽料制備的澆注料，前者使用壽命僅為30~60d，后者使用壽命最長為210~240d。由于窯車車面材料質(zhì)量差、壽命短、易崩落等原因，導(dǎo)致倒窯事故的發(fā)生。對此，劉文以高鋁礬土、廣西泥、棕剛玉和硅線石為原料，研制出一種適用于陶瓷隧道窯窯車面的粘土結(jié)合澆注料。結(jié)果表明：硅線石的引入能夠抵消結(jié)合粘土燒結(jié)產(chǎn)生的收縮，分解產(chǎn)生的莫來石對基質(zhì)中莫來石的生成、發(fā)育起“晶核”作用，增加了柱狀、針狀莫來石的量，有利于提高材料的抗熱震性和高溫強(qiáng)度。將研制的該澆注料應(yīng)用于小斷面燃油隧道窯和中斷面燃煤隧道窯，實(shí)際使用結(jié)果表明：窯車表面平整、無疏松、無凹陷、無炸裂等不良現(xiàn)象，使用壽命長達(dá)26個(gè)月，減少了倒窯事故，提高了窯車周轉(zhuǎn)率。

　　3.2 冶金行業(yè)為提高連鑄中間包永久襯的性能及使用壽命，多采用高檔原料和高品位結(jié)合劑制備澆注料。但澆注料的成本較高，綜合性能并未明顯提高。李如椿以礬土為原料，以藍(lán)晶石和硅線石為膨脹劑，以紫木節(jié)為燒結(jié)劑和塑化劑，以水玻璃、高鋁水泥和硅灰作為復(fù)合結(jié)合劑，研制出一種成本低、壽命長的優(yōu)質(zhì)中間包永久襯澆注料。結(jié)果表明：該澆注料綜合性能良好，滿足中間包永久襯澆注料的使用要求，性能遠(yuǎn)超同類產(chǎn)品。

　　3.3 加熱爐、均熱爐是軋鋼或鍛鋼時(shí)用于加熱和均熱鋼坯或鋼錠的熱工設(shè)備。攀鋼熱軋、軌梁等廠的加熱爐燒嘴磚原先是以礬土水泥結(jié)合高鋁質(zhì)耐火澆注料制成，但使用效果差，具體表現(xiàn)為：燒嘴磚嚴(yán)重變形，導(dǎo)致爐內(nèi)溫度場改變，影響鋼坯的加熱質(zhì)量;澆注料抗熱震性差，耐剝落性差，引起燒嘴磚的剝落損毀，使用壽命一般為90~180d。劉云等以礬土、硅線石、藍(lán)晶石為原料，以硅微粉和ρ-Al2O3為結(jié)合劑，研制出1種高溫性能優(yōu)良、抗高溫氣流沖刷與煙塵侵蝕能力強(qiáng)、抗熱震性能好的無水泥高鋁質(zhì)澆注料。“三石”礦物以復(fù)合的形式加入澆注料性能更優(yōu)，在本試驗(yàn)中，當(dāng)硅線石：藍(lán)晶石=1：2時(shí)，澆注料的強(qiáng)度最大，燒后線變化率最小。硅線石和藍(lán)晶石的引入，明顯改善了材料的抗熱震性能，提高了材料的使用壽命。

　　3.4 Kumar等以生產(chǎn)稀土化合物的副產(chǎn)物硅線石和工業(yè)氧化鋁為原料，預(yù)先合成出莫來石，再以預(yù)合成的莫來石、鋁酸鈣水泥、硅灰、活性氧化鋁為原料，制備出低水泥澆注料。結(jié)果表明：硅線石中的雜質(zhì)Fe2O3和TiO2等能降低合成莫來石的溫度，這與Tripathy等的報(bào)道相符合。由SEM圖片看出，每個(gè)硅線石晶體都轉(zhuǎn)變?yōu)槟獊硎?，但仍保持著初始硅線石晶粒的形狀。合成莫來石的熱膨脹系數(shù)為5.2×10-6℃-1，與商業(yè)莫來石的接近。研制的澆注料性能良好，具有較高的常溫耐壓強(qiáng)度和高溫抗折強(qiáng)度，因此以價(jià)格低廉的副產(chǎn)物硅線石合成的莫來石能夠作為制備不定形耐火材料的原料使用，一方面降低了制備澆注料的成本，一方面將工業(yè)固體廢棄物進(jìn)行了再生利用，起到了保護(hù)環(huán)境的作用，既具有經(jīng)濟(jì)效益，又具有社會(huì)效益.

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