高炉用硅线石砖的研制

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1、高炉用硅线石砖的研制中钢集团洛阳耐火材料有限公司宋欣平贺粉霞王芙云高炉风口承受高温热风的高速冲刷，炽热渣铁的撞击和冲刷，风口壁要承受因内外温差引起的热应力，有些受到煤粉的磨蚀和块状炉料的打击。为确保内衬结构的稳定性，密封性，避免碱性物的侵入和析出，或防止风口漏风，在出铁口、风口部位，内衬耐火材料选择大块型的组合砖结构。在材质选择上，采用热震稳定性优良，耐剥落性特好的硅线石质大型组合砖砌筑。高炉用硅线石砖最关键的技术指标是显气孔率和热稳定性。只有材质致密，气孔率低，才能有效承受气流和熔体的冲击。一•试验过程1原料及其制备以红柱石、二等矶土骨料、硅线石、黏土、微粉、烧结合成莫来石、电熔刚玉为

2、基本原料，并根据需要进行破碎、筛分、除铁、预烧。在选择原料时，为保证制品具有良好的性能指标，尽量减少低共熔物的形成，必须控制杂质的含量。2、实验方法：颗粒级配不变，不同的骨料和细粉配合，基质中选用多种优质原料，经搅拌预先配成混合粉。结合剂为纸浆水溶液，比重为1.26g.cm-3,加入量为2.4%左右。成型设备为300吨摩擦压砖机，加压15次。混连设备为5Kg湿碾机，半成品单重为5.2公斤。干燥设备为电烘箱，干燥制度为115°CX24小时。隧道窜烧成，保温时间6小表1原料的理化指标SiO2%A12O3%Fe2O3%TiO2%CaO%MgO%k2o%Na2O%Loss%真（体积）密度/g.c

3、m-3吸水率（气孔）%红柱石40.1957.541.170」90.460.320」40.39二等矶土15.1379.161」03.070.460.300」00.272.983硅线石39.3456.541.570.130.280.700.490.59微粉0」099.840.0040.033.97莫来石、26〜2870〜72W0.5W0.5M2.83<3.0时。电炉烧成样品的保温时间3小时。3、硅线石加入量的确定：表2硅线石加入量的确定硅线石加入量18%20%22%24%显气孔率/%16.116.215.815.4体积密度/g.cm-32.652.642.642.64常温耐压/Mpa1261

4、38114109热震稳定性（1100°C,水冷）/次136>3011加入硅线石改善材料的热震稳定性，莫来石晶相起重要作用。配料中的矶土高温下获得细小交错的莫来石和玻璃相，而基质的硅线石与a-Al2O3或高铝矶土适合搭配，生成莫来石（一次和二次莫来石）。莫来石晶相加上引入的线膨胀系数小或热导率大的矿物，自然对材料的抗热震有利。4、骨料的选择表3大颗粒的选择大颗粒矶土红柱石平塑土莫来石显气孔率/%22.520.323.215.8体积密度/g.cm-32.522.482.32.65常温耐压/Mpa636438131热震稳定性（1100°C水冷）/次>30>30>30>30表4中颗粒的选择中颗粒

5、矶土莫來石红柱石显气孔率/%21.515.721.3体积密度/g.cm-32.422.612.68常温耐压/Mpa54120140热震稳定性（1100°C,水冷）/次>30911根据复相改性的机理，利用刚玉品体和莫来石品体线膨胀系数的差异在颗粒的界面上产生微裂纹，使其具备微裂纹增韧的机制，从而提高材料的抗热震性。试样经高温烧成后，添加红柱石的试样中虽然有少量红柱石发生分解，但红柱石仍然是主要物相，因此，分解所形成的莫来石给试样带来的影响远不如试样中由于骨料与基质间热膨胀系数失配带来的影响大。因此添加红柱石的试样热震稳定性提高。莫来石晶体中的液态玻璃相在受到热冲击时起到了吸收冲力，避免裂纹

6、产生的作用，减少了剥落现象。红柱石分解后表而上形成的莫来石和与矶土反应生成的莫来石矿物起到使各原料组分之间相互结合的作用，从而得到比以前更为牢固的粘合强度，使抗热震性得到提高。为了得到此种结构，在制作过程中采取措施，不让红柱石矿物全部莫来石化而残留部分红柱石和矶土中的刚玉矿物是I•分必要的。5、微粉加入量的确定热力学分析结果表明，当a-Al2O3和SiO2为纯态时，620°C莫来石以上已具有生成莫来石的热力学倾向了。实验中所加入的高活性的表5微粉加入量的确定微粉加入量％371215显气孔率/%23.120.315.816.2体积密度/g.cm-32.462.482.642.64常温耐压/

7、Mpa7564114138热震稳定性（1100°C,水冷）/次9>30>306微粉为其在较低温度下进行莫来石化反应创造了动力学条件。6、烧成温度的确定为了控制莫来石的转化率，并保证制品有良好的物理性能指标,应控制适当的烧成温度。表6烧成温度的确定烧成温度°C143015001550显气孔率/%20.315.823.1体积密度/g.cm-32.482.642.46常温耐压/Mpa6411475热震稳定性（1100°C,水冷）/次>30