剛玉磚在陶瓷杯的應用

我國有多座大型高爐應用了法國的陶瓷杯，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。

國產陶瓷杯磚如塑性相復合剛玉磚、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合磚、黃剛玉莫來石磚復合砌筑的高爐自焙炭塊一陶瓷砌體復合爐襯,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性能，還應考慮其它的抗鐵水.、抗渣滅侵蝕、導熱性能、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,還從化學組成、礦物相、高溫力學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品。

2、復合棕剛玉磚的性能改進

初期普通型復合棕剛玉磚雖然在中小型高爐上得到了廣泛應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、結構疏松,使用壽命受到影響。針對上述問題,我們以顯微結構為重點進行了研究，由一代復合棕剛玉磚的陶瓷結合到二代復合棕剛玉磚的多晶相結合;在第三代的復合棕剛玉制品中以第二代產品為基礎，加入非金屬抗氧化單晶體、防氧化劑，使其上升為炭結合的高純棕剛玉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構。經實際檢測微孔,孔容積百分率>50%?，F(xiàn)正在推出原位塞隆為結合相的第四代產品,為高爐的長壽奠定堅實的基礎。

爐缸陶瓷杯磚和風口組合磚選擇

目前出現(xiàn)3~4年壽命的高爐都是采用了陶瓷杯結構和風口組合磚,曾認為陶瓷杯可以維持高爐正常生產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、風口組合磚大都是采用復合棕剛玉磚、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。高爐風口上翹、爐殼開裂主要是采用這種磚引起的?？梢姀秃献貏傆翊u、剛玉莫來石磚、澆注大塊磚都不適合用作陶瓷杯磚。

復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品。武鋼新建和大修高爐陶瓷杯都采用了微孔剛玉磚,風口組合磚也有2座高爐開始采用,目前高爐使用情況良好,沒有發(fā)生風口上翹事故。

微孔剛玉磚在高爐陶瓷杯上應用的勢

高爐陶瓷杯爐缸爐底結構是在綜合爐底和水冷炭磚薄爐結構以后發(fā)展起來的新型爐缸爐底結構,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工藝，透氣度、平均孔徑、<1μm孔容積性能良，其產品性能和質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，更換風口冷卻壁和組合磚，爐內觀察發(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，容易從內部腐蝕磚體，特別是由于堿金屬的不斷入侵，不斷地產生體積膨脹，導致風口上翹.微孔剛玉磚抗堿性良、微氣孔磚指標良，很適合高爐風口帶應用，微孔剛玉磚己在武鋼5號和8號高爐大修中應用，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)風口上翹的情況.

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