低蠕變熱風(fēng)爐高鋁磚的研究和生產(chǎn)
低蠕變熱風(fēng)爐高鋁磚的研究和生產(chǎn)□□王新權(quán)，嚴(yán)迎春，張黎明（太原鋼鐵集團(tuán)有限公司耐火材料公司，山西太原030003）表1三石的轉(zhuǎn)化速度名稱硅線石紅柱石蘭晶石理論快速轉(zhuǎn)化溫度/C150014⑴145013001350轉(zhuǎn)化速度慢中快轉(zhuǎn)化時(shí)間長(zhǎng)中短名稱硅線石（0.074mm）蘭晶石（0.044mm）特級(jí)帆土熟料1的轉(zhuǎn)變過(guò)程，據(jù)此生產(chǎn)的低蠕變高鋁磚的各項(xiàng)理化性能指標(biāo)完全達(dá)到使用要求。
1+2：A熱風(fēng)爐是高爐的主要附屬設(shè)備。它利用煤氣燃燒的熱量借助磚格子的熱交換作用把冷空氣變?yōu)闊犸L(fēng)。70年代以前，我國(guó)熱風(fēng)爐的送風(fēng)溫度<1100Q相應(yīng)的材質(zhì)是粘土和高鋁磚。隨著熱風(fēng)爐風(fēng)溫的提高，出現(xiàn)了格子磚下沉、變形，爐墻不均勻下沉和開裂等問題。為了解決這些問題，提高一代爐齡，熱風(fēng)爐中采用了低蠕變性能的粘土和高鋁磚。
1低蠕變磚的設(shè)計(jì)思路1.1低蠕變率的影響因素材料的蠕變率是內(nèi)容復(fù)雜的宏觀數(shù)據(jù)，它包括材料的熱膨脹值a其產(chǎn)生的應(yīng)變e是壓力a、時(shí)間t、溫度T和結(jié)構(gòu)s的函數(shù)，其表達(dá)式為：e當(dāng)試驗(yàn)條件一定，即壓力a、時(shí)間t和溫度T確定后，蠕變率和速率便取決于材料的結(jié)構(gòu)，特別是顯微結(jié)構(gòu)。高鋁磚中剛玉、莫來(lái)石是兩種最好的礦相，熔點(diǎn)高，晶體結(jié)構(gòu)好，如果合理配合可以達(dá)到低蠕變率的目的。
1.2低蠕變高鋁磚的結(jié)構(gòu)形式在高鋁磚中，我們一般將莫來(lái)石相和剛玉相按莫來(lái)石一剛玉型、剛玉一莫來(lái)石型、全莫來(lái)石型進(jìn)行控制。其顯微結(jié)構(gòu)各有特點(diǎn)：莫來(lái)石一剛玉型：控制莫來(lái)石與剛玉相的比例為75%25%并使結(jié)構(gòu)成為長(zhǎng)柱狀的莫來(lái)石晶體構(gòu)成交錯(cuò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)骨架，在骨架間隙內(nèi)由顆粒尺寸較小的剛玉晶體相充填。
剛玉一莫來(lái)石型：控制剛玉與莫來(lái)石相的比例為75%：25%，并使結(jié)構(gòu)成為板狀、寬板狀的剛玉晶體為骨架，細(xì)小柱狀、針狀的莫來(lái)石晶體交錯(cuò)在剛玉晶體之間，這樣的結(jié)構(gòu)在高溫下能有效地抑制和延緩剛玉晶體的滑移。
全莫來(lái)石型：由莫來(lái)石晶體組成的低蠕變高鋁磚，其中粗顆粒與基質(zhì)部分全由莫來(lái)石所構(gòu)成，基質(zhì)部分的莫來(lái)石是合成莫來(lái)石細(xì)粉和二次莫來(lái)石，由于莫來(lái)石晶體的優(yōu)良性能及其長(zhǎng)柱狀晶體所構(gòu)成的特殊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使材料的蠕變率較低。
1.3礦相的來(lái)源高鋁磚中剛玉相是通過(guò)添加剛玉或特級(jí)高鋁料獲得，莫來(lái)石相是通過(guò)添加莫來(lái)石和二次莫來(lái)石化獲得。二次莫來(lái)石可以采用剛玉一石英、剛玉一三石等。本次我公司生產(chǎn)的高鋁低蠕變磚是選用剛玉一莫來(lái)石型，采用剛玉一三石二次莫來(lái)石化方式。
2三石的莫來(lái)石化轉(zhuǎn)變2.1三石的莫來(lái)石化三石是指硅線石、紅柱石、蘭晶石。三石礦物在高溫下不可逆地轉(zhuǎn)變?yōu)槟獊?lái)石，這種轉(zhuǎn)變叫莫來(lái)石化。其表達(dá)式為：三石在莫來(lái)石化過(guò)程中，產(chǎn)生體積膨脹，其理論膨脹量：硅線石為7.2%，紅柱石為5.4%，蘭晶石為18%.2.2三石的轉(zhuǎn)化速度三石的轉(zhuǎn)化速度見表1.2.3剛玉相與三石莫來(lái)石化的溫度剛玉相與三石莫來(lái)石化的溫度見表2.表2剛玉相與三石莫來(lái)石化的溫度/°C.1（10-514ChhaAcaddcoalElectronicPublishingHouse.Allri鐘3低蠕變高鋁磚的生產(chǎn)bookmark53.原料通過(guò)對(duì)三石莫來(lái)石化的研究和以剛玉一莫來(lái)石型為結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，我們最終確定了制做高鋁磚的原料，所用原料的理化性能見表3（原料全部采用成品料，進(jìn)入配料系統(tǒng)）表3原料的理化性能原料名化性能Al2O3%吸水率/%體積密度/（kg/m3）特級(jí)高鋁熟料90.表4泥料的粒度/表5高鋁低蠕變磚的理化性能測(cè)試型號(hào)項(xiàng)目號(hào)RL-80RL要求指標(biāo)實(shí)測(cè)指標(biāo)要求指標(biāo)實(shí)測(cè)0.10蠕變3.2配料及混練3.2.1配料及混練。按照技術(shù)規(guī)程的配合比，準(zhǔn)確稱量后，按加料順序，在濕碾中充分混合使料均勻后出料。
