剛玉磚在陶瓷杯的應(yīng)用

我國有多座大型高爐應(yīng)用了法國的陶瓷杯，使用效果普遍較好，爐底、爐缸壽命大幅提高在高冶煉強度的條件下，爐底、爐缸能確保生產(chǎn)。

國產(chǎn)陶瓷杯磚如塑性相復(fù)合剛玉磚、微孔剛玉磚、剛玉-莫來石磚、剛玉-碳化硅磚等在大、中型高爐上得到廣泛應(yīng)用。

陶瓷杯用剛玉磚的性能進步

陶瓷杯用剛玉磚在性能上得到了迅速的進步發(fā)展，從90年代初期，某公司7#高爐大修時,為延長高爐壽命，避免該高爐出現(xiàn)原來四年多需進行大修的情況,采用了剛玉莫來石復(fù)合磚、黃剛玉莫來石磚復(fù)合砌筑的高爐自焙炭塊一陶瓷砌體復(fù)合爐襯,隨后在全中國得到迅速的推廣使用,，在這一過程中，又研制了用于陶瓷杯的另一種耐火磚一復(fù)合棕剛玉磚(又稱棕剛玉一SiC磚)。

1、剛玉莫來石磚的性能改進

某7#高爐采用的剛玉莫來石磚，盡管已經(jīng)具備了一定的理論性能，但在高爐進一步強化冶煉的條件下,要求爐齡達到10—15年時,需要進一步提高其理化性能。不能單從常規(guī)指標上要求,因為它們并不代表陶瓷材料的整體技術(shù)性能，還應(yīng)考慮其它的抗鐵水.、抗渣滅侵蝕、導(dǎo)熱性能、熱膨脹性能等指標。所以，我們在原有剛玉莫來石磚的工藝配方上，不但加入了添加劑,還從化學(xué)組成、礦物相、高溫力學(xué)性能等方面進行改進,研制開發(fā)二代、三代及第四代原位塞隆陶瓷系列產(chǎn)品。

2、復(fù)合棕剛玉磚的性能改進

初期普通型復(fù)合棕剛玉磚雖然在中小型高爐上得到了廣泛應(yīng)用并取得了較好的效果,但是,在長期使用中SiC的分解和氧化易造成氣孔增大、結(jié)構(gòu)疏松,使用壽命受到影響。針對上述問題,我們以顯微結(jié)構(gòu)為重點進行了研究，由一代復(fù)合棕剛玉磚的陶瓷結(jié)合到二代復(fù)合棕剛玉磚的多晶相結(jié)合;在第三代的復(fù)合棕剛玉制品中以第二代產(chǎn)品為基礎(chǔ)，加入非金屬抗氧化單晶體、防氧化劑，使其上升為炭結(jié)合的高純棕剛玉SiC-C磚。同時采用了多級配料、超細粉等工藝,明顯提高了復(fù)合棕剛玉的抗渣、抗堿、抗鐵水、抗氧化性能，使用壽命有了明顯的提高,并形成了微孔顯微結(jié)構(gòu)。經(jīng)實際檢測微孔,孔容積百分率>50%?，F(xiàn)正在推出原位塞隆為結(jié)合相的第四代產(chǎn)品,為高爐的長壽奠定堅實的基礎(chǔ)。

爐缸陶瓷杯磚和風(fēng)口組合磚選擇

目前出現(xiàn)3~4年壽命的高爐都是采用了陶瓷杯結(jié)構(gòu)和風(fēng)口組合磚,曾認為陶瓷杯可以維持高爐正常生產(chǎn)4年左右,現(xiàn)在發(fā)生的情況是不到4年陶瓷杯和炭磚都燒穿了,可見陶瓷杯也存在嚴重問題。

在檢驗陶瓷杯磚性能時發(fā)現(xiàn),目前的陶瓷杯磚、風(fēng)口組合磚大都是采用復(fù)合棕剛玉磚、剛玉莫來石磚、還有澆注大塊磚,這些磚的抗爐渣侵蝕性、抗堿性很差,而且不是微氣孔磚。

爐缸是爐渣集聚的地方,也是K、Na、Zn高富集區(qū),抗渣性差的磚很快會被爐渣侵蝕掉,抗堿性差的磚很快會被侵蝕成碎片,甚至粉末。高爐風(fēng)口上翹、爐殼開裂主要是采用這種磚引起的。可見復(fù)合棕剛玉磚、剛玉莫來石磚、澆注大塊磚都不適合用作陶瓷杯磚。

復(fù)合棕剛玉磚和剛玉莫來石磚性能差,不適合高爐使用;澆注大塊僅抗堿性好,其他性能都很差;塑性相結(jié)合剛玉磚抗堿性和抗爐渣侵蝕性較好,但不是微氣孔磚;微孔剛玉磚是這幾項性能都很好的一種新型產(chǎn)品。武鋼新建和大修高爐陶瓷杯都采用了微孔剛玉磚,風(fēng)口組合磚也有2座高爐開始采用,目前高爐使用情況良好,沒有發(fā)生風(fēng)口上翹事故。

微孔剛玉磚在高爐陶瓷杯上應(yīng)用的勢

高爐陶瓷杯爐缸爐底結(jié)構(gòu)是在綜合爐底和水冷炭磚薄爐結(jié)構(gòu)以后發(fā)展起來的新型爐缸爐底結(jié)構(gòu),具有明顯的越性。

(1) 微孔剛玉磚具有較好的抗渣鐵侵蝕性、抗堿性，并且是微氣孔磚生產(chǎn)工藝，透氣度、平均孔徑、<1μm孔容積性能良，其產(chǎn)品性能和質(zhì)量水平全面趕上了世界水平，是目前良好的高爐陶瓷杯用磚。

(2) 微孔剛玉磚先后在某公司6號、4號、7號、5號、8號高爐用作陶瓷杯壁磚，使用效果均很好，6號高爐2004年7月開爐，2014年10月6號高爐改造性檢修，更換風(fēng)口冷卻壁和組合磚，爐內(nèi)觀察發(fā)現(xiàn)上層微孔剛玉磚仍然存在。

(3)棕剛玉磚和剛玉莫來石磚的透氣度很高，K、Na、Zn、沉積碳等很容易滲入磚內(nèi)，容易從內(nèi)部腐蝕磚體，特別是由于堿金屬的不斷入侵，不斷地產(chǎn)生體積膨脹，導(dǎo)致風(fēng)口上翹.微孔剛玉磚抗堿性良、微氣孔磚指標良，很適合高爐風(fēng)口帶應(yīng)用，微孔剛玉磚己在武鋼5號和8號高爐大修中應(yīng)用，某公司5號高爐第二代已使用6年多，目前的使用效果很好，沒有出現(xiàn)風(fēng)口上翹的情況.

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