鄭州市永升耐火材料有限公司
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輕質高鋁磚的工藝
電爐頂用輕質高鋁磚是以鋁礬土熟料和少量粘土配合制成Al2O3含量65%以上的、用于電爐頂的耐火制品。為冶煉某些特殊鋼,起初不論是堿性或酸性電爐,爐頂主要使用硅磚。硅磚具有荷重軟化溫度高,質量(劉景林梁訓裕)小,在冶煉溫度下能支持爐頂不塌陷而長期使用。
英國早期在小型電爐上曾用過硅線石磚作爐頂,它具有硅磚沒有的某些優點,如熱膨脹性均勻,線膨脹系數小,不需要膨脹縫。因價格是硅磚的3~4倍,故未能擴大使用。
隨著電爐冶煉技術的進步,吹氧助熔與精煉,冶煉溫度不斷提高,電爐容積日益擴大。硅磚爐蓋出現熔diar1電滴,流淌至爐壁影響爐墻壽命及爐渣成分。為調整爐渣成分需要用石灰時,石灰飛塵又加重了硅磚的腐蝕。20世紀60年代開始,美國在煉特殊鋼電爐爐蓋上,對使用的燒成鎂鉻磚或鉻鎂磚、特殊鎂磚及白云石磚進行了試驗,電爐容積大的為100~160t,小的5~8t。在小爐上不斷出現剝落,采用磚縫中夾帶鋼片的方法可以克服砌體剝落,但導致漏電和局部過熱。在大爐上使用,因過重而變形,須增設機械結構架。
盡管堿性磚抗渣性優于高鋁磚,試驗后未取得理想效果,甚至不比高鋁爐頂磚壽命長,且費用高。 前蘇聯因缺乏鋁土礦資源,只有發展堿性磚爐頂。1970年蘇聯的電爐鋼比例僅為9.2%,而電弧爐用堿性磚爐頂達95%。 中國使用高鋁電爐頂始于1953年,得天獨厚的天然鋁土礦資源。簡單的制造工藝和低廉的成本,成為普及使用的有利條件,從而取代了硅磚。 性能電爐頂高鋁磚的技術性能根據Al2O3含量,中國分為DL-80、DL-75、DL-65,3個牌號
爐頂輕質高鋁磚的結晶相為莫來石一剛玉,高牌號的DL一80主要以剛玉相為主,耐火度高,對各種熔渣的抵抗性好。 爐頂高鋁磚的熱膨脹率隨著溫度升高而增大,尤其是高牌號磚在1200℃時可達0.8%~0.9%。 爐頂高鋁磚由于主晶相的結晶構造,玻璃相的數量與粘度不同,其彈性模量亦不同,在高溫下承受應力所產生的應變也就不同。例如鋁礬土制的Al2O3。含量85%~86%的高鋁磚,其彈性模量隨著溫度而發生變化,升溫到達1230C、冷卻至850C時出現彈性模量的較大值(6.69MPa和8.97MPa),且冷卻時比加熱時的彈性模量值還高。
工藝要點選用高品位、高純度及燒結良好的鋁礬土料,塑性好、K2O、Na2O及Fe2O3等雜質含量少的結合粘土配入量宜少。粘土以泥漿的形式加入,熟料的較大臨界粒度采用4~3mm。用高噸位壓力機成型,防止入模泥料的顆粒偏析。磚的尺寸嚴格按圖紙制造,避免產生扭曲、裂紋。 使用砌筑爐頂時必須受力均衡,在徑向與圓周留出適當的膨脹縫。使用前先經烘烤。在冶煉操作過程中出現剝落損毀時,采用較低牌號的磚為宜;熔融侵蝕損毀為主時,用較高牌號的磚為宜,并在持續高溫冶煉時,加爐蓋頂的吹灰。