烧成高铝电炉炉顶砖是采用向烧结矾土物料中加入粘土结合粘土)而生产的。因此，它们的结构主要由烧结矾土颗粒决定，所以烧结矾土颗粒的体积变化，必然会引起耐火砖的宏观体积变化，这对耐火砖的尺寸准确性、密度和耐火性能，都会产生不利的影响。这种耐火材料的烧成，实际上是烧结矾土颗粒与结合粘土在一起烧结。在这一过程中，由于致密的刚玉相能按下式反应转变成密度较低的莫来石而产生膨胀。
在各种高铝耐火材料中，Al2O3≈70％的耐火材料的膨胀量最大。这可用莫来石的化学组成来解释，因为其组成接近3：2型莫来石的组成。解决这一问题的关键是控制其化学组成以改变高铝耐火材料中的矿物结构以及使化学成分趋于均匀化，从而达到控制高铝耐火材料的过分膨胀的目的。
高铝耐火材料(砖)烧成时的莫来石化过程所产生的小的莫来石晶粒，都在烧结矾土颗粒外围及颗粒内部形成，它不仅趋向于推动颗粒分离，而且会导致颗粒破裂，从而使材料内部产生薄弱结构。通过众多的试验研究的结果得出：高铝耐火材料内部产生的这种薄弱结构是与所用烧结矾土颗粒中的熔剂有关的。
因为熔剂降低了该种耐火材料的耐火度，使之在烧成时所形成的液相大大增加。在这种情况下，由于烧结矾土颗粒中玻璃相过多和莫来石支承骨架不足而使耐火性能严重下降。由此就不难推断，高铝耐火材料中玻璃相含量高时，其Al2O3含量高也可能会变成无关紧要和失去意义。
解决熔剂的不利影响，镫达建议可以通过掺入较纯的合成高铝物料细粉或者尽量减少结合粘土的用量，以使熔剂的不利影响降低到最低限度。采用这些措旋可降低莫来石的生成量，从而减少耐火砖在烧成时的膨胀。所有这些措施都有助于改进高铝耐火材料的高温性能，并抵制其高温形变。
改变烧结矾土物料中的矿相结构特性，可导致获得体积更加稳定的烧结矾土颗粒和一定数量的玻璃相。因为这种玻璃相在高温下即为液相，它为熔剂扩散到烧结矾土表面提供了通道，并与基质反应，在颗粒表面形成一层滑膜，这种滑膜是导致该材料过早变形的原因。
因此，当高铝耐火材料在制造和使用时产生过大膨胀时，必然会导致其耐火性能下降，并在高温时易于变形，在使用过程中会导致砌体疏松，从而降低它们的使用寿命。
不过，适量的熔剂对改进烧结矾土的密度是有作用的，特别是对气孔率和常温耐压强度有重要影响。因为它可使烧结矾土颗粒的体积密度更高，具有理想的几何形状。我们早已了解到，决定烧结矾土物料能否作为高级原料使用的一项重要因素，是烧结矾土的化学和矿物组成对耐火砖的耐火性能的影响程度，因为原料组成中熔剂含量适当增加，会导致在烧结矾土中形成富莫来石支架的基质。这方面的显著效果是选用这种原料生产的耐火材料，由于密度高、基质部分Al2O3含量分布均匀，因而抗高温荷重能力高。此外，这种耐火材料的热稳定性也高。
采用预合成高铝物料作基质，可明显地提高高铝耐火材料的致密度和耐火性能。这是因为，加入合成原料时其膨胀减少了。
膨胀减少的原因是它们比矾土一粘土组成物纯度提高了。通常，烧成高铝耐火材料(砖)中溶质适当增加，可使之在烧成时加速莫来石的形成。因为溶质起着助熔剂的作用，它们作为活化中心加速了固体状态的反应，尤其是在这种状态下所形成的玻璃相增进了催化作用，并使反应物更加紧密接触。采用加入预合成原料生产的高铝耐火材料(砖)，与矾土一粘土质高铝耐火材料砖)相比，其开始沉陷的温度较高，而且沉陷量也较少。众多的研究结果都表明，高铝耐火材料质量的改进，与其气孔率并没有关系。显然，合乎逻辑的解释是，应用膨胀小的预合成原料和较纯的基质，能明显地提高高铝耐火材料的质量。
当采用预合成高铝质原料作颗粒时，由于在预合成时发生的矿物和结构上的变化，使得该颗粒料变得更加稳定，所以在烧成时即使再加新的结合粘土，其膨胀也会小，因而有利于致密结构的形成。
由以上的讨论可以得出，这种预合成颗粒的体积稳定性高，可使高铝耐火砖更加致密，Al2O3在基质中分布均匀，并形成了富莫来石骨架。因而这种耐火材料是一种抗蚀性能高的理想的高铝耐火材料。
利用预合成高铝质物料，可为制砖提供一种结构理想的(主要是非规则的)体积稳定的颗粒，非规则的预合成高铝质物料颗粒外形，可导致形成交错互锁的致密结构。同时，颗粒中Al2O3含量和高铝耐火材料(砖)基质中的Al2O3含量分布合理，从而提高了该耐火材料在高温下的荷重性能(荷重软化温度高)。
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