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微孔剛玉磚的研制

根據高爐磚襯破損原因和高爐工作條件的要求，擬定以抗爐渣侵蝕性、抗堿性和微氣孔指標達到優良水平為研究目標，微孔剛玉磚采用剛玉為主原料，樹脂為結合劑及添加多種添加劑并采用微氣孔結構的特殊工藝研制的高爐陶瓷杯用微孔剛玉磚，解決了抗堿侵蝕性、抗爐渣侵蝕性和微氣孔指標三個技術難題。

微孔剛玉磚以電熔致密剛玉為原料，加有少量的添加物，采用特有的微氣孔生產工藝，以酚醛樹脂為結合劑，經模壓成型高溫燒成，并經機床精加工，預組裝，確保砌體的磚縫要求。

對于陶瓷質耐火材料，解決抗爐渣侵蝕性、抗堿性和生產微氣孔磚是三大技術難題。因為陶瓷質耐火材料一般很容易被爐渣侵蝕，抗堿性很差。剛玉材料的抗堿性和抗爐渣侵蝕性是很好的，以剛玉為原料是可行的，關鍵是采用什么結合劑，使磚的基料具有與剛玉同樣好的抗渣性和抗堿性，因此結合劑是研究的焦點。

經過對多種結合劑的試驗，發現以酚醛樹脂為結合劑時，對提高抗渣性和抗堿性有顯著效果，可以生產出抗堿性和抗渣、鐵侵蝕性優良的剛玉磚。酚醛樹脂是碳質物結合，強度較低，完全以這種結合劑顯然不能生產出高強度的微孔剛玉磚。

為了生產微氣孔磚，進行了多種添加劑試驗，摸清了微氣孔形成機理。生產微氣孔磚，有三個條件：

(1)磚坯的結構比較致密，孔隙較小而且少;(2)加入的添加物在高溫下能熔化、氣化重新分布進入更微小的氣孔，填充氣孔，同時生成性能穩定的新的物質：(3)燒成溫度能滿足微氣孔生成的要求。

研究表明添加物的種類、用量、加入方法對磚的性能影響很大，特別是對抗堿性、抗渣侵蝕性、耐壓強度、平均孔徑、<1μm孔容積、透氣度等性能影響很大，嚴格控制它的用量和粒度大小，才能達到預期的效果。微氣孔磚檢驗的微氣孔指標為平均孔徑，<1μm孔容積和透氣度，這三項指標可以完全反應某種磚微氣孔指標的優劣。優良的微氣孔磚可以有效防止鐵水、K、Na、Zn、Pb有害物質的滲透侵蝕。

采用巖相顯微鏡方法研究了微孔剛玉磚的微氣孔形成機理，在高倍電子顯微鏡下可以觀察到添加劑的生成物，用電子探針分析出生成物的化學成分，微氣孔形成機理的主要方面是添加物在高溫下熔化、氣化進入磚的微小氣孔中，附著在剛玉微細粉上，并相互作用生成新的化合物，其形狀為針狀、柱狀和纖維狀.這些新生物有填充堵塞氣孔的作用，使其成為微氣孔磚;同時也由于配料中加入了大量的微細粉料，成型壓力較大，使磚的致密度較高，本身的孔隙就很少，以致微量的添加物能夠充滿微小氣孔形成微氣孔磚。這就是微氣孔的形成機理。這種新生物同時起著結合劑的作用，顯著提高磚的強度，使微孔剛玉磚具有很高的強度，微孔剛玉磚元素面掃描分析結果Al元素多，成顆粒狀分布在試樣中，Si元素也較多呈彌散狀分布在Al2O3顆粒煳圍的空隙中，其他有微量Ca、TuFe、Na等元素，是含的雜質。碳元素和Si元素對應分布，說明硅元素已生成含C的化合物.

經過上述多方面的研究，研制出性能指標優良的微孔剛玉磚，較好地解決了抗爐渣侵蝕性、抗堿性和微氣孔形成的三大技術難題。產品性能見表1。微孔剛玉磚的抗爐渣侵蝕性、抗堿性和微氣孔指標，包括平均孔徑、<1μm孔容積、透氣度等性指標優良，解決了生產工藝上的三項技術難題。

微孔剛玉磚預組裝及檢查方法

微孔剛玉磚驗收及預組裝檢查用的平臺及置具

1、單體微孔剛玉磚應在長度相適應的二級精度的平板上檢查驗收。

2、檢査長度用游標卡尺，分度值0.1mm。

檢査磚縫用二級精度的塞尺。

測量放射線用φ1.0mm的軟線。

3、微孔剛玉磚預組裝在平面度偏差不大于1mm的平臺上進行，若平臺是小塊平板拼裝而成，則要求相鄰平面偏差不大于0.2mm。

滿鋪爐底磚預組裝

1、預組裝平臺的直徑應當大于高爐爐缸的外徑。

2、預組裝前在平臺上畫出鐵口、渣口或風口中心線，然后采用單體檢査合格的微孔剛玉磚按設計要求的順序進行前列層磚的預組裝。注意設計中要求前列層磚磚縫與鐵口中心線的夾角。每塊磚的側面相接一整排為一組，每組磚的長度偏差為±10.0mm。

3、第二排磚的垂直縫與前列排磚的垂直縫要錯開，不允許有重縫。

4、預組裝磚縫的檢查，垂直縫用塞尺檢査，不大于1.0mm,水平縫上面放3m平尺，用塞尺檢查平尺與磚面的縫隙,用塞尺檢査平臺與磚面之間的縫隙，縫隙均不大于1.0mm。

5、每層微孔剛玉磚預組裝完成后的外徑偏差為±20.0mm。

6、每層微孔剛玉磚預組裝檢查合格后，應在其表面標明編號和接縫標記,并畫出鐵口中心線和0°、90°、180°、270°徑向線。

7、第二層和第三層微孔剛玉磚的磚縫均要按設計要求與前列層磚縫錯開一定角度，以防止上下重縫。

8、每層微孔剛玉磚預組裝驗收合格后即可包裝。在包裝箱上要注明產品名稱、使用部位和編號。

爐缸陶瓷杯磚的預組裝

1、預組裝平臺的直徑應大于高爐爐缸的外徑。

2、在平臺上按設計規定的髙爐爐缸磚襯內徑和外徑畫圓，同時畫出鐵口、渣口中心線，以及0°、90°、180°、270°徑向線。

3、預組裝按高爐設計的爐缸磚襯結構和厚度進行。微孔剛玉磚預組裝環形層內徑和外徑偏差不大于±10.0mm。

4、同一環形層相鄰兩塊磚內表面錯臺不大于2.0mm。

5、上下兩層微孔剛玉磚的垂直縫不允許重縫。

6、微孔剛玉磚環形層的垂直縫不大于1.0mm,上下兩層之間的水平縫不大于1.0mm,環縫偏差不大于±2.0mm。

7、鐵口、渣口和風口組合磚可以按設計要求單獨進行預組裝。爐缸陶瓷杯磚預組裝時按設計要求準確畫出鐵口、渣口的中心線和兩側線。預留鐵口組合磚的位置，應同時進行鐵口和渣口組合磚的預組裝。

8、風口組合磚預組裝：先確定下部爐缸磚襯的標高，以確定風口中軸線的標高。按設計圖紙的要求，在平臺上準確劃出風口中心線。預砌時風口的內圓和外圓以及風口的中軸線滿足設計圖紙的要求。風口組合磚的磚縫不大于3.0mm。

9、每層微孔剛玉磚預組裝合格后，應在每塊磚外端標明編號和上下層的接縫記號，畫出鐵口、風口、渣口的中心線和0°、90°、180°、270°徑向線及合門磚記號。

10、根據爐缸的高度，預組裝可分1段、2段和3段，分次進行預組裝。

11、每段微孔剛玉磚預組裝驗收合格后，方可包裝。在包裝箱的兩端應注明微孔剛玉磚的編號。

12、全部預組裝工作結束后，生產廠負責向用戶提供詳細的預組裝資料。

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