Le frittage debriques de siliceest en fait un processus de transformation polycristallin homogène du SiO2. Sous l'action des minéralisateurs, les matières premières de silice sont lentement frittées et transformées essentiellement en tridymite et cristobalite, avec seulement une petite quantité de quartz résiduel. Lorsque les briques réfractaires de silice sont chauffées à 1 450 degrés pendant leur utilisation, il y a une expansion totale du volume de 1,5 % à 2,2 %. Cette dilatation résiduelle permettra de fermer les joints de maçonnerie, ce qui contribuera à garantir que la maçonnerie en briques de silicium présente une bonne étanchéité et une bonne résistance structurelle. De plus, cette transformation polycristalline homogène de SiO2 détermine que la surveillance des matériaux réfractaires au début de la cuisson au four est axée sur les briques réfractaires en silice et que la vitesse de chauffage est caractérisée par un chauffage lent et uniforme. Dans la plage de température de 150 à 300 degrés, il convient de prêter une attention particulière au chauffage lent dans cette plage de température lors de la cuisson des fours, car la transformation cristalline de B et uniquement de la cristobalite s'accompagne d'un effet de volume important.
La vitesse et le degré de transformation du quartz en tridymite ne sont pas seulement liés à la température et à la présence de minéralisateurs, mais également à des facteurs tels que le temps d'action de la température, la taille des particules des matières premières et la taille des cristaux de la phase de transformation. La conversion est rapide si la température est élevée, le temps d'action à haute température est long, les particules sont petites, les cristaux sont petits et le minéralisant est fort, et vice versa. Les principales phases cristallines des briques de silice sont la tridymite et la cristobalite. Le point de fusion de la tridymite est de 1670 degrés et sa stabilité de volume est élevée. Si la tridymite dans la brique réfractaire de silice se présente sous la forme de cristaux jumeaux de fer de lance et entrelacée dans une distribution en réseau, la brique peut avoir un point de ramollissement sous charge et une résistance mécanique plus élevés. Lorsqu'il y a plus de quartz résiduel dans la brique réfractaire de silice, elle continuera à subir une transformation cristalline pendant l'utilisation et l'expansion du volume sera importante, ce qui entraînera le relâchement et la fissuration de la structure de la brique. Les changements physiques et chimiques qui se produisent dans la brique réfractaire en silice pendant le processus de cuisson peuvent être résumés comme suit :
①<150℃ remove the residual moisture of the brick blank.
②À 450 ~ 550 degrés, Ca(OH)2 commence à se décomposer et 550 % de la décomposition est terminée. A ce moment, la liaison entre les particules de brique de silice est détruite en raison de l'action de CaO, etc., la résistance diminue et l'ébauche devient cassante.
③ À 550 ~ 650 degrés, les briques de quartz sont converties en quartz et le volume augmente.
④À 600 ~ 700 degrés, une réaction en phase solide se produit entre CaO et SiO2 et la résistance du corps est améliorée.
⑤ À 800 ~ 1 100 degrés, une réaction en phase liquide se produit dans le corps de la brique et la résistance du corps augmente rapidement. À partir de 1 100 degrés, le taux de transformation du quartz augmente considérablement et les variantes de quartz à faible densité spécifique produisent à ce moment-là une expansion de volume importante.
⑥ À 1 300 ~ 1 350 degrés, en raison de l'augmentation du nombre de tridymite et de cristobalite, la véritable densité du corps diminue et l'augmentation du volume peut provoquer des fissures.
⑦À 1350 ~ 1470 degrés, le degré de transformation du quartz et l'expansion qui en résulte sont très importants. Seuls le monoquartz, la cristobalite métastable, les minéralisateurs et les impuretés interagissent pour former une phase liquide et envahissent les particules de quartz pour former des fissures lorsque la cristobalite métastable se forme, ce qui favorise la dissolution continue du monoquartz et de la cristobalite métastable dans la phase liquide formée, ce qui en fait un sursaturé. fusion de silicium et d'oxygène, puis cristallise continuellement à partir de la fusion sous forme de tridymite stable. À ce stade, plus la viscosité du liquide est élevée, plus la vitesse de transformation de la brique réfractaire en silice est rapide et plus le risque de fissures dans la brique est grand.
Par conséquent, afin d'éviter que la brique de silice ne change de forme cristalline pendant le processus de cuisson, accompagnée d'un changement de volume important conduisant à la formation de fissures, les mesures de processus suivantes doivent être prises :
(1) La vitesse de chauffage des différentes plages de températures de cuisson doit être contrôlée. Lorsque la température est inférieure à 600 degrés, la vitesse de chauffage doit être ralentie. Le taux de chauffage peut être accéléré entre 600 et 1 000 degrés et le taux de chauffage doit être lent entre 1 100 et 1 300 degrés. Lorsque la température de cuisson est de 1 300 degrés (1 430 degrés à 1 450 degrés), la vitesse de chauffage doit être la plus lente pendant le processus de cuisson. Lorsque la brique de silice cuite est refroidie en dessous de 600 degrés, en particulier à 300 degrés, elle doit être lente. Cela peut efficacement amortir le changement de volume de la transformation cristalline, augmenter sa teneur en tridymite et cristobalite et éviter la formation de fissures.
(2) Une atmosphère réductrice doit être utilisée lors de l'étape de cuisson à haute température, ce qui favorise la minéralisation de l'oxyde de fer de faible valence et favorise la génération à grande échelle de tridymite. Sinon, dans une atmosphère oxydante, notamment lorsque le minéralisant est insuffisant, la majeure partie du -quartz est transformée en -quartz. Cette conversion est appelée « conversion sèche ». Lors de la conversion à sec, en raison de l'expansion volumique inégale importante du corps de brique et du manque de contrainte tampon en phase liquide, la structure du produit se détachera et se fissurera. Dans le même temps, une isolation appropriée doit être réalisée à différentes étapes de température de cuisson des briques réfractaires de silice pour que la brique de silice ait une composition de phase raisonnable et réponde aux exigences d'utilisation.
(3) Améliorer le système de chargement des produits semi-finis pour réduire la probabilité de fissures. Les fissures transversales des briques réfractaires de silice, c'est-à-dire des fissures parallèles à la direction de pression du produit, sont généralement provoquées par un chauffage inégal de diverses parties du produit pendant la cuisson. Ils apparaissent principalement sur la surface réceptrice du feu à l’extérieur de la pile de briques, en particulier sur la surface du produit supérieur. Les fissures de maille à la surface des briques réfractaires de silice sont généralement causées par une température de chauffage excessivement élevée et de grandes fluctuations du produit, en plus des irrégularités microscopiques de l'ébauche elle-même dues à un malaxage inégal ou à des changements dans les matières premières. Lors du chargement, des briques réfractaires spéciales en silice doivent être placées à l'intérieur du wagon du four, et des briques ordinaires standard sont installées à l'extérieur du wagon du four ; les parties saillantes des briques de forme spéciale ou les parties sujettes aux fissures doivent être placées vers l'intérieur ; le dessus du wagon du four doit être recouvert de briques minces pour éviter l'impact direct de la flamme, etc., sinon cela entraînerait davantage de fissures.
