微孔刚玉砖的研制

根据高炉砖衬破损原因和高炉工作条件的要求，拟定以抗炉渣侵蚀性、抗碱性和微气孔指标达到优良水平为研究目标，微孔刚玉砖采用刚玉为主原料，树脂为结合剂及添加多种添加剂并采用微气孔结构的特殊工艺研制的高炉陶瓷杯用微孔刚玉砖，解决了抗碱侵蚀性、抗炉渣侵蚀性和微气孔指标三个技术难题。

微孔刚玉砖以电熔致密刚玉为原料，加有少量的添加物，采用特有的微气孔生产工艺，以酚醛树脂为结合剂，经模压成型高温烧成，并经机床精加工，预组装，确保砌体的砖缝要求。

对于陶瓷质耐火材料，解决抗炉渣侵蚀性、抗碱性和生产微气孔砖是三大技术难题。因为陶瓷质耐火材料一般很容易被炉渣侵蚀，抗碱性很差。刚玉材料的抗碱性和抗炉渣侵蚀性是很好的，以刚玉为原料是可行的，关键是采用什么结合剂，使砖的基料具有与刚玉同样好的抗渣性和抗碱性，因此结合剂是研究的焦点。

经过对多种结合剂的试验，发现以酚醛树脂为结合剂时，对提高抗渣性和抗碱性有显著效果，可以生产出抗碱性和抗渣、铁侵蚀性优良的刚玉砖。酚醛树脂是碳质物结合，强度较低，完全以这种结合剂显然不能生产出高强度的微孔刚玉砖。

为了生产微气孔砖，进行了多种添加剂试验，摸清了微气孔形成机理。生产微气孔砖，有三个条件：

(1)砖坯的结构比较致密，孔隙较小而且少;(2)加入的添加物在高温下能熔化、气化重新分布进入更微小的气孔，填充气孔，同时生成性能稳定的新的物质：(3)烧成温度能满足微气孔生成的要求。

研究表明添加物的种类、用量、加入方法对砖的性能影响很大，特别是对抗碱性、抗渣侵蚀性、耐压强度、平均孔径、<1μm孔容积、透气度等性能影响很大，严格控制它的用量和粒度大小，才能达到预期的效果。微气孔砖检验的微气孔指标为平均孔径，<1μm孔容积和透气度，这三项指标可以完全反应某种砖微气孔指标的优劣。优良的微气孔砖可以有效防止铁水、K、Na、Zn、Pb有害物质的渗透侵蚀。

采用岩相显微镜方法研究了微孔刚玉砖的微气孔形成机理，在高倍电子显微镜下可以观察到添加剂的生成物，用电子探针分析出生成物的化学成分，微气孔形成机理的主要方面是添加物在高温下熔化、气化进入砖的微小气孔中，附着在刚玉微细粉上，并相互作用生成新的化合物，其形状为针状、柱状和纤维状.这些新生物有填充堵塞气孔的作用，使其成为微气孔砖;同时也由于配料中加入了大量的微细粉料，成型压力较大，使砖的致密度较高，本身的孔隙就很少，以致微量的添加物能够充满微小气孔形成微气孔砖。这就是微气孔的形成机理。这种新生物同时起着结合剂的作用，显著提高砖的强度，使微孔刚玉砖具有很高的强度，微孔刚玉砖元素面扫描分析结果Al元素多，成颗粒状分布在试样中，Si元素也较多呈弥散状分布在Al2O3颗粒煳围的空隙中，其他有微量Ca、TuFe、Na等元素，是含的杂质。碳元素和Si元素对应分布，说明硅元素已生成含C的化合物.

经过上述多方面的研究，研制出性能指标优良的微孔刚玉砖，较好地解决了抗炉渣侵蚀性、抗碱性和微气孔形成的三大技术难题。产品性能见表1。微孔刚玉砖的抗炉渣侵蚀性、抗碱性和微气孔指标，包括平均孔径、<1μm孔容积、透气度等性指标优良，解决了生产工艺上的三项技术难题。

微孔刚玉砖预组装及检查方法

微孔刚玉砖验收及预组装检查用的平台及置具

1、单体微孔刚玉砖应在长度相适应的二级精度的平板上检查验收。

2、检査长度用游标卡尺，分度值0.1mm。

检査砖缝用二级精度的塞尺。

测量放射线用φ1.0mm的软线。

3、微孔刚玉砖预组装在平面度偏差不大于1mm的平台上进行，若平台是小块平板拼装而成，则要求相邻平面偏差不大于0.2mm。

满铺炉底砖预组装

1、预组装平台的直径应当大于高炉炉缸的外径。

2、预组装前在平台上画出铁口、渣口或风口中心线，然后采用单体检査合格的微孔刚玉砖按设计要求的顺序进行前列层砖的预组装。注意设计中要求前列层砖砖缝与铁口中心线的夹角。每块砖的侧面相接一整排为一组，每组砖的长度偏差为±10.0mm。

3、第二排砖的垂直缝与前列排砖的垂直缝要错开，不允许有重缝。

4、预组装砖缝的检查，垂直缝用塞尺检査，不大于1.0mm,水平缝上面放3m平尺，用塞尺检查平尺与砖面的缝隙,用塞尺检査平台与砖面之间的缝隙，缝隙均不大于1.0mm。

5、每层微孔刚玉砖预组装完成后的外径偏差为±20.0mm。

6、每层微孔刚玉砖预组装检查合格后，应在其表面标明编号和接缝标记,并画出铁口中心线和0°、90°、180°、270°径向线。

7、第二层和第三层微孔刚玉砖的砖缝均要按设计要求与前列层砖缝错开一定角度，以防止上下重缝。

8、每层微孔刚玉砖预组装验收合格后即可包装。在包装箱上要注明产品名称、使用部位和编号。

炉缸陶瓷杯砖的预组装

1、预组装平台的直径应大于高炉炉缸的外径。

2、在平台上按设计规定的髙炉炉缸砖衬内径和外径画圆，同时画出铁口、渣口中心线，以及0°、90°、180°、270°径向线。

3、预组装按高炉设计的炉缸砖衬结构和厚度进行。微孔刚玉砖预组装环形层内径和外径偏差不大于±10.0mm。

4、同一环形层相邻两块砖内表面错台不大于2.0mm。

5、上下两层微孔刚玉砖的垂直缝不允许重缝。

6、微孔刚玉砖环形层的垂直缝不大于1.0mm,上下两层之间的水平缝不大于1.0mm,环缝偏差不大于±2.0mm。

7、铁口、渣口和风口组合砖可以按设计要求单独进行预组装。炉缸陶瓷杯砖预组装时按设计要求准确画出铁口、渣口的中心线和两侧线。预留铁口组合砖的位置，应同时进行铁口和渣口组合砖的预组装。

8、风口组合砖预组装：先确定下部炉缸砖衬的标高，以确定风口中轴线的标高。按设计图纸的要求，在平台上准确划出风口中心线。预砌时风口的内圆和外圆以及风口的中轴线满足设计图纸的要求。风口组合砖的砖缝不大于3.0mm。

9、每层微孔刚玉砖预组装合格后，应在每块砖外端标明编号和上下层的接缝记号，画出铁口、风口、渣口的中心线和0°、90°、180°、270°径向线及合门砖记号。

10、根据炉缸的高度，预组装可分1段、2段和3段，分次进行预组装。

11、每段微孔刚玉砖预组装验收合格后，方可包装。在包装箱的两端应注明微孔刚玉砖的编号。

12、全部预组装工作结束后，生产厂负责向用户提供详细的预组装资料。

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