加熱爐用鉻剛玉磚的應(yīng)用

　　鉻剛玉磚主要應(yīng)用在側(cè)出鋼式加熱爐的推鋼平臺上，該部位使用條件苛刻，既有高溫下的機械磨損，又有化學(xué)侵蝕。多年的實踐經(jīng)驗證明，一般的耐火材料，如黏土質(zhì)、高鋁質(zhì)、莫來石質(zhì)都難以達到使用要求，只有鉻剛玉質(zhì)材料能夠滿足這種使用條件。目前，這種鉻剛玉磚一般采用兩種方法生產(chǎn)，即電熔法和先澆注后燒成法。采用電熔法生產(chǎn)的鉻剛玉磚成本太高，使用廠家難以接受；而后者生產(chǎn)工藝較復(fù)雜，生產(chǎn)效率低。通過多次試驗，研制開發(fā)出一種鉻剛玉磚，該磚采用新型的生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)出的磚有較好的高溫性能，而且生產(chǎn)效率大為提高，生產(chǎn)成本有較大的降低。

　　1 實驗研究

　　1.1 剛玉的選擇

　　為了增強這種制品的耐磨性能和抗侵蝕性能，選用電熔白剛玉、工業(yè)氧化鉻細粉為主要原料，為了便于成型，選擇剛玉的臨界粒度為5 mm，顆粒與細粉之比控制在55-45左右比較適宜。主要原料的理化指標(biāo)見表1。

　　1.2氧化鉻細粉的選擇

　　為了增強鉻剛玉磚在高溫下抗氧化鐵的侵蝕能力，加入了氧化鉻細粉。因為氧化鉻有非常高的耐火度，并且化學(xué)穩(wěn)定性好。由于這種鉻剛玉磚長期使用在1300℃左右的高溫下，不但經(jīng)受高溫下的劇烈磨損，而且還有熔融氧化鐵的化學(xué)侵蝕，適當(dāng)增加氧化鉻的含量能夠提高磚體的抗化學(xué)侵蝕性能。但是實驗證明，如果氧化鉻的加入量超過一定限度，則不利于磚的燒結(jié)。確定氧化鉻的加入量為3 %〜5 %比較適宜。細粉加入后，不僅提高了制品在高溫下的化學(xué)穩(wěn)定性，而且對制品的成型和燒結(jié)也會產(chǎn)生有利的影響。其細度要求為小于200目的大于90%。

　　1.3 氧化鋁細粉的選擇

　　為了改善泥料的成型性能，以及提高鉻剛玉磚的體積密度和高溫、常溫強度，加入了適量的氧化鋁超細粉通過多次實驗，認為氧化鋁超細粉的加入量以5%〜10 %為宜。

　　1.4 結(jié)合劑和添加劑

　　為了便于磚體的成型，又不至于降低鉻剛玉磚的高溫性能，通過實驗選擇亞硫酸紙漿廢液為結(jié)合劑。因為在半干法成型的磚料中，特別是多數(shù)是瘠性料磚料中，加入亞硫酸紙漿廢液，能有效地提高磚坯強度，便于運輸和裝窯，確定其比重為1.07，加入量4 %左右。

　　由于磚的原料都是瘠性料，成型比較困難，所以選擇竣甲基纖維素為增塑劑，并確定了其加入量為1. 5 %。因為這種料黏性較大，對磚的耐火性能不會造成負面的影響。

　　1.5實驗方法

　　由于這種鉻剛玉磚長期使用在1 400℃左右的高溫下，不但經(jīng)受高溫下的劇烈磨損，而且還有熔融氧化鐵的化學(xué)侵蝕，在這種使用條件下，想要使磚的使用壽命有明顯的提高，那么這種磚在高溫下必須有足夠的強度，才能夠經(jīng)受住強烈機械磨損，所以重點檢測了研制試塊的高溫抗折強度指標(biāo)。

　　首先把骨料和細粉混合均勻，然后加入到小型混練機中同結(jié)合劑進行攪拌，再在400 t摩擦壓磚機上進行成型。成型后試塊尺寸為230 mm X115 mmX65 mm的標(biāo)準(zhǔn)磚。把這些試塊切割成115 mm X 115 mm X65 mm 和160 mm X40 mm X40 mm的試塊。 最后檢測這種磚的常溫耐壓強度和高溫抗折強度，并把這種試塊指標(biāo)和澆注成型的試塊指標(biāo)進行對比。通過檢測，澆注成型的鉻剛玉磚高溫抗折強度為0.79 MPa和0. 12 MPa，而機壓成型試塊高溫抗折強度為12. 23 MPa ，明顯大于澆注成型試塊。

　　2;生產(chǎn)工藝

　　原料的選擇上，電熔白剛玉應(yīng)該選擇燒結(jié)致密、 氣孔率低的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，粒度分別為5〜3 mm，3〜1 mm，1〜0 mm，首先把180目剛玉細粉和工業(yè)氧化鉻細粉和氧化鋁細粉以及添加劑進行混合，制備成混合細粉。

　　混練的主體設(shè)備為帶碾輪的攪拌機，其最小轉(zhuǎn)速為24 r/min，加料的順序按照先加顆粒料，攪拌1〜2 min，然后加入約一半的結(jié)合劑，再攪拌2min左右，加入混合細粉，再攪拌2min，最后加入剩余的結(jié)合劑,攪拌約5 min就可出料。

　　成型在400 t摩擦壓磚機上進行，成型時由于磚的體積較大，所以特別要遵照先輕后重的成型原則進行，出磚時要輕拿輕放，防止磚體破損。制品放入隧道式干燥器中進行烘干，烘干介質(zhì)的進口溫度為120 ℃左右，出口溫度約為50〜60 ℃，烘干后的殘余水分控制在低于1 %。

　　把烘干好的磚放在隧道窯內(nèi)進行燒成，裝車的部位為窯車的中下部，窯的最高燒成溫度為1500℃，保溫4 h，燒好后磚體呈深褐色鉻剛玉磚的主要技術(shù)性能見表1。

　　表1鉻剛玉磚的主要技術(shù)性能

　　3應(yīng)用

　　研制生產(chǎn)的鉻剛玉磚在濟鋼小型軋鋼廠的加熱爐上進行了現(xiàn)場使用，使用部位為推鋼平臺上溫度和磨損最苛刻的部位，并與某廠生產(chǎn)的鉻剛玉磚(材質(zhì)相同，采用澆注成型方式生產(chǎn)) 進行了性能對比。通過一年多的使用觀察，這種磚的表面侵蝕程度明顯小于對比磚，證明這種磚的耐磨性能優(yōu)良，有較強的抗氧化鐵的侵蝕性能,能夠滿足加熱爐推鋼部位的使用要求。

　　4結(jié)語

　　（1）這種機壓成型方式可以生產(chǎn)出常溫、高溫強度都比較高的鉻剛玉磚。這種磚和澆注成型的同種類型的磚相比，具有體積密度高，顆粒分布均勻，能夠克服澆注成型中產(chǎn)生的較大顆粒向下沉積，磚體上部細粉較多的趨向，使磚的組織結(jié)構(gòu)更加均勻。

　　（2）這種新型的鉻剛玉磚由于采用機壓成型，可以使生產(chǎn)周期大大縮短，生產(chǎn)成本有較明顯的降低，并且這種產(chǎn)品的使用性能更加優(yōu)良。