A sinterização detijolos de sílicaé na verdade um processo homogêneo de transformação policristalina de SiO2. Sob a ação de mineralizadores, as matérias-primas de sílica são lentamente sinterizadas e basicamente transformadas em tridimita e cristobalita, restando apenas uma pequena quantidade de quartzo residual. Quando os tijolos refratários de sílica são aquecidos a 1450 graus durante o uso, há uma expansão de volume total de 1,5% ~ 2,2%. Esta dilatação residual fará com que as juntas da alvenaria se fechem, o que contribui para garantir que a alvenaria de tijolos de silício apresente boa estanqueidade e resistência estrutural. Além disso, esta transformação policristalina homogênea de SiO2 determina que o foco do monitoramento do material refratário na fase inicial do cozimento no forno sejam os tijolos refratários de sílica, e a taxa de aquecimento seja caracterizada por um aquecimento lento e uniforme. Na faixa de temperatura de 150 ~ 300 graus, deve-se prestar atenção especial ao aquecimento lento nesta faixa de temperatura ao assar fornos, porque a transformação cristalina de B e apenas da cristobalita é acompanhada por um efeito de grande volume.
A velocidade e o grau de transformação do quartzo em tridimita não estão relacionados apenas à temperatura e à presença de mineralizadores, mas também a fatores como o tempo de ação da temperatura, o tamanho das partículas das matérias-primas e o tamanho do cristal da fase de transformação. A conversão é rápida se a temperatura for alta, o tempo de ação em alta temperatura for longo, as partículas forem pequenas, os cristais forem pequenos e o mineralizador for forte e vice-versa. As principais fases cristalinas dos tijolos de sílica são tridimita e cristobalita. O ponto de fusão da tridimita é 1670 graus e possui alta estabilidade de volume. Se a tridimita no tijolo refratário de sílica estiver na forma de cristais gêmeos em forma de ponta de lança e entrelaçada em uma distribuição de rede, o tijolo pode ter um ponto de amolecimento de carga e resistência mecânica mais elevados. Quando há mais quartzo residual no tijolo refratário de sílica, ele continuará a sofrer transformação cristalina durante o uso, e a expansão de volume será grande, o que fará com que a estrutura do tijolo se solte e rache. As mudanças físicas e químicas que ocorrem no tijolo refratário de sílica durante o processo de queima podem ser resumidas da seguinte forma:
①<150℃ remove the residual moisture of the brick blank.
②Em 450 ~ 550 graus, o Ca (OH) 2 começa a se decompor e 550% da decomposição é concluída. Neste momento, a ligação entre as partículas do tijolo de sílica é destruída devido à ação do CaO, etc., a resistência diminui e a peça bruta torna-se quebradiça.
③Em 550 ~ 650 graus, os tijolos de quartzo são convertidos em quartzo e o volume se expande.
④Em 600 ~ 700 graus, a reação em fase sólida ocorre entre CaO e SiO2, e a resistência do corpo é melhorada.
⑤Em 800 ~ 1100 graus, a reação da fase líquida ocorre no corpo do tijolo e a resistência do corpo aumenta rapidamente. A partir de 1100 graus, a taxa de transformação do quartzo aumenta muito, e as variantes de quartzo de baixa gravidade específica neste momento produzem uma grande expansão de volume.
⑥Em 1300 ~ 1350 graus, devido ao aumento no número de tridimita e cristobalita, a verdadeira gravidade específica do corpo diminui e o aumento da expansão do volume pode causar rachaduras.
⑦Em 1350 ~ 1470 graus, o grau de transformação do quartzo e a expansão resultante são muito grandes. Somente monoquartzo, cristobalita metaestável, mineralizadores e impurezas interagem para formar uma fase líquida, e invadem as partículas de quartzo para formar rachaduras quando a cristobalita metaestável é formada, o que promove a dissolução contínua de monoquartzo e cristobalita metaestável na fase líquida formada, tornando-a supersaturada fusão de silício e oxigênio e, em seguida, cristaliza continuamente a partir da fusão na forma de tridimita estável. Neste momento, quanto maior a viscosidade do líquido, mais rápida será a velocidade de transformação do tijolo refratário de sílica e maior será a possibilidade de trincas no tijolo.
Portanto, para evitar que o tijolo de sílica altere sua forma cristalina durante o processo de queima, acompanhado de uma grande alteração de volume levando à formação de trincas, devem ser tomadas as seguintes medidas de processo:
(1) A taxa de aquecimento de diferentes faixas de temperatura de queima deve ser controlada. Quando a temperatura é inferior a 600 graus, a taxa de aquecimento deve ser reduzida. A taxa de aquecimento pode ser acelerada em 600 ~ 1000 graus, e a taxa de aquecimento deve ser lenta em 1100 ~ 1300 graus. Quando a temperatura de queima é de 1300 graus (1430 graus a 1450 graus), a taxa de aquecimento deve ser a mais lenta durante o processo de queima. Quando o tijolo de sílica queimado é resfriado abaixo de 600 graus, especialmente a 300 graus, ele deve ser lento. Isso pode efetivamente amortecer a mudança de volume da transformação do cristal, aumentar seu teor de tridimita e cristobalita e evitar a formação de rachaduras.
(2) Uma atmosfera redutora deve ser usada na fase de queima em alta temperatura, o que conduz à mineralização de óxido de ferro de baixa valência e promove a geração de tridimita em larga escala. Caso contrário, numa atmosfera oxidante, especialmente quando o mineralizador é insuficiente, a maior parte do -quartzo é convertida em -quartzo. Esta conversão é chamada de "conversão a seco". Durante a conversão a seco, devido à grande expansão desigual do volume do corpo do tijolo e à falta de tensão do amortecedor da fase líquida, a estrutura do produto ficará solta e rachada. Ao mesmo tempo, o isolamento apropriado deve ser realizado em diferentes estágios de temperatura da queima do tijolo refratário de sílica para fazer com que o tijolo de sílica tenha uma composição de fases razoável e atenda aos requisitos de uso.
(3) Melhorar o sistema de carregamento de produtos semiacabados para reduzir a probabilidade de rachaduras. As fissuras transversais dos tijolos refratários de sílica, ou seja, fissuras paralelas à direção da pressão do produto, são geralmente causadas pelo aquecimento desigual de várias partes do produto durante a queima. Eles aparecem principalmente na superfície receptora de fogo fora da pilha de tijolos, especialmente na superfície do produto superior. As fissuras da malha na superfície dos tijolos refratários de sílica são geralmente causadas por temperaturas de aquecimento excessivamente altas e grandes flutuações do produto, além da irregularidade microscópica da própria peça bruta devido a amassamento irregular ou alterações nas matérias-primas. Ao carregar, tijolos refratários de sílica especiais precisam ser colocados dentro do carro do forno, e tijolos comuns padrão são instalados fora do carro do forno; as partes salientes dos tijolos de formato especial ou as partes propensas a fissuras devem ser colocadas para dentro; a parte superior do carro do forno deve ser coberta com alguns tijolos finos para evitar o impacto direto da chama, etc., caso contrário, poderá causar mais rachaduras.
