高爐用硅線石磚的研制

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1、高爐用硅線石磚的研制中鋼集團(tuán)洛陽(yáng)耐火材料有限公司宋欣平賀粉霞王芙云高爐風(fēng)口承受高溫?zé)犸L(fēng)的高速?zèng)_刷，熾熱渣鐵的撞擊和沖刷，風(fēng)口壁要承受因內(nèi)外溫差引起的熱應(yīng)力，有些受到煤粉的磨蝕和塊狀爐料的打擊。為確保內(nèi)襯結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，密封性，避免堿性物的侵入和析出，或防止風(fēng)口漏風(fēng)，在出鐵口、風(fēng)口部位，內(nèi)襯耐火材料選擇大塊型的組合磚結(jié)構(gòu)。在材質(zhì)選擇上，采用熱震穩(wěn)定性優(yōu)良，耐剝落性特好的硅線石質(zhì)大型組合磚砌筑。高爐用硅線石磚最關(guān)鍵的技術(shù)指標(biāo)是顯氣孔率和熱穩(wěn)定性。只有材質(zhì)致密，氣孔率低，才能有效承受氣流和熔體的沖擊。一?試驗(yàn)過(guò)程1原料及其制備以紅柱石、二等磯土骨料、硅線石、黏土、微粉、燒結(jié)合成莫來(lái)石、電熔剛玉為

2、基本原料，并根據(jù)需要進(jìn)行破碎、篩分、除鐵、預(yù)燒。在選擇原料時(shí)，為保證制品具有良好的性能指標(biāo)，盡量減少低共熔物的形成，必須控制雜質(zhì)的含量。2、實(shí)驗(yàn)方法：顆粒級(jí)配不變，不同的骨料和細(xì)粉配合，基質(zhì)中選用多種優(yōu)質(zhì)原料，經(jīng)攪拌預(yù)先配成混合粉。結(jié)合劑為紙漿水溶液，比重為1.26g.cm-3,加入量為2.4%左右。成型設(shè)備為300噸摩擦壓磚機(jī)，加壓15次?；爝B設(shè)備為5Kg濕碾機(jī)，半成品單重為5.2公斤。干燥設(shè)備為電烘箱，干燥制度為115°CX24小時(shí)。隧道竄燒成，保溫時(shí)間6小表1原料的理化指標(biāo)SiO2%A12O3%Fe2O3%TiO2%CaO%MgO%k2o%Na2O%Loss%真（體積）密度/g.c

3、m-3吸水率（氣孔）%紅柱石40.1957.541.170」90.460.320」40.39二等磯土15.1379.161」03.070.460.300」00.272.983硅線石39.3456.541.570.130.280.700.490.59微粉0」099.840.0040.033.97莫來(lái)石、26?2870?72W0.5W0.5M2.83<3.0時(shí)。電爐燒成樣品的保溫時(shí)間3小時(shí)。3、硅線石加入量的確定：表2硅線石加入量的確定硅線石加入量18%20%22%24%顯氣孔率/%16.116.215.815.4體積密度/g.cm-32.652.642.642.64常溫耐壓/Mpa1261

4、38114109熱震穩(wěn)定性（1100°C,水冷）/次136>3011加入硅線石改善材料的熱震穩(wěn)定性，莫來(lái)石晶相起重要作用。配料中的磯土高溫下獲得細(xì)小交錯(cuò)的莫來(lái)石和玻璃相，而基質(zhì)的硅線石與a-Al2O3或高鋁磯土適合搭配，生成莫來(lái)石（一次和二次莫來(lái)石）。莫來(lái)石晶相加上引入的線膨脹系數(shù)小或熱導(dǎo)率大的礦物，自然對(duì)材料的抗熱震有利。4、骨料的選擇表3大顆粒的選擇大顆粒磯土紅柱石平塑土莫來(lái)石顯氣孔率/%22.520.323.215.8體積密度/g.cm-32.522.482.32.65常溫耐壓/Mpa636438131熱震穩(wěn)定性（1100°C水冷）/次>30>30>30>30表4中顆粒的選擇中顆粒

5、磯土莫來(lái)石紅柱石顯氣孔率/%21.515.721.3體積密度/g.cm-32.422.612.68常溫耐壓/Mpa54120140熱震穩(wěn)定性（1100°C,水冷）/次>30911根據(jù)復(fù)相改性的機(jī)理，利用剛玉品體和莫來(lái)石品體線膨脹系數(shù)的差異在顆粒的界面上產(chǎn)生微裂紋，使其具備微裂紋增韌的機(jī)制，從而提高材料的抗熱震性。試樣經(jīng)高溫?zé)珊?，添加紅柱石的試樣中雖然有少量紅柱石發(fā)生分解，但紅柱石仍然是主要物相，因此，分解所形成的莫來(lái)石給試樣帶來(lái)的影響遠(yuǎn)不如試樣中由于骨料與基質(zhì)間熱膨脹系數(shù)失配帶來(lái)的影響大。因此添加紅柱石的試樣熱震穩(wěn)定性提高。莫來(lái)石晶體中的液態(tài)玻璃相在受到熱沖擊時(shí)起到了吸收沖力，避免裂紋

6、產(chǎn)生的作用，減少了剝落現(xiàn)象。紅柱石分解后表而上形成的莫來(lái)石和與磯土反應(yīng)生成的莫來(lái)石礦物起到使各原料組分之間相互結(jié)合的作用，從而得到比以前更為牢固的粘合強(qiáng)度，使抗熱震性得到提高。為了得到此種結(jié)構(gòu)，在制作過(guò)程中采取措施，不讓紅柱石礦物全部莫來(lái)石化而殘留部分紅柱石和磯土中的剛玉礦物是I?分必要的。5、微粉加入量的確定熱力學(xué)分析結(jié)果表明，當(dāng)a-Al2O3和SiO2為純態(tài)時(shí)，620°C莫來(lái)石以上已具有生成莫來(lái)石的熱力學(xué)傾向了。實(shí)驗(yàn)中所加入的高活性的表5微粉加入量的確定微粉加入量％371215顯氣孔率/%23.120.315.816.2體積密度/g.cm-32.462.482.642.64常溫耐壓/

7、Mpa7564114138熱震穩(wěn)定性（1100°C,水冷）/次9>30>306微粉為其在較低溫度下進(jìn)行莫來(lái)石化反應(yīng)創(chuàng)造了動(dòng)力學(xué)條件。6、燒成溫度的確定為了控制莫來(lái)石的轉(zhuǎn)化率，并保證制品有良好的物理性能指標(biāo),應(yīng)控制適當(dāng)?shù)臒蓽囟?。?燒成溫度的確定燒成溫度°C143015001550顯氣孔率/%20.315.823.1體積密度/g.cm-32.482.642.46常溫耐壓/Mpa6411475熱震穩(wěn)定性（1100°C,水冷）/次>30