加热炉用铬刚玉砖的应用

　　铬刚玉砖主要应用在侧出钢式加热炉的推钢平台上，该部位使用条件苛刻，既有高温下的机械磨损，又有化学侵蚀。多年的实践经验证明，一般的耐火材料，如黏土质、高铝质、莫来石质都难以达到使用要求，只有铬刚玉质材料能够满足这种使用条件。目前，这种铬刚玉砖一般采用两种方法生产，即电熔法和先浇注后烧成法。采用电熔法生产的铬刚玉砖成本太高，使用厂家难以接受；而后者生产工艺较复杂，生产效率低。通过多次试验，研制开发出一种铬刚玉砖，该砖采用新型的生产工艺，生产出的砖有较好的高温性能，而且生产效率大为提高，生产成本有较大的降低。

　　1 实验研究

　　1.1 刚玉的选择

　　为了增强这种制品的耐磨性能和抗侵蚀性能，选用电熔白刚玉、工业氧化铬细粉为主要原料，为了便于成型，选择刚玉的临界粒度为5 mm，颗粒与细粉之比控制在55-45左右比较适宜。主要原料的理化指标见表1。

　　1.2氧化铬细粉的选择

　　为了增强铬刚玉砖在高温下抗氧化铁的侵蚀能力，加入了氧化铬细粉。因为氧化铬有非常高的耐火度，并且化学稳定性好。由于这种铬刚玉砖长期使用在1300℃左右的高温下，不但经受高温下的剧烈磨损，而且还有熔融氧化铁的化学侵蚀，适当增加氧化铬的含量能够提高砖体的抗化学侵蚀性能。但是实验证明，如果氧化铬的加入量超过一定限度，则不利于砖的烧结。确定氧化铬的加入量为3 %〜5 %比较适宜。细粉加入后，不仅提高了制品在高温下的化学稳定性，而且对制品的成型和烧结也会产生有利的影响。其细度要求为小于200目的大于90%。

　　1.3 氧化铝细粉的选择

　　为了改善泥料的成型性能，以及提高铬刚玉砖的体积密度和高温、常温强度，加入了适量的氧化铝超细粉通过多次实验，认为氧化铝超细粉的加入量以5%〜10 %为宜。

　　1.4 结合剂和添加剂

　　为了便于砖体的成型，又不至于降低铬刚玉砖的高温性能，通过实验选择亚硫酸纸浆废液为结合剂。因为在半干法成型的砖料中，特别是多数是瘠性料砖料中，加入亚硫酸纸浆废液，能有效地提高砖坯强度，便于运输和装窑，确定其比重为1.07，加入量4 %左右。

　　由于砖的原料都是瘠性料，成型比较困难，所以选择竣甲基纤维素为增塑剂，并确定了其加入量为1. 5 %。因为这种料黏性较大，对砖的耐火性能不会造成负面的影响。

　　1.5实验方法

　　由于这种铬刚玉砖长期使用在1 400℃左右的高温下，不但经受高温下的剧烈磨损，而且还有熔融氧化铁的化学侵蚀，在这种使用条件下，想要使砖的使用寿命有明显的提高，那么这种砖在高温下必须有足够的强度，才能够经受住强烈机械磨损，所以重点检测了研制试块的高温抗折强度指标。

　　首先把骨料和细粉混合均匀，然后加入到小型混练机中同结合剂进行搅拌，再在400 t摩擦压砖机上进行成型。成型后试块尺寸为230 mm X115 mmX65 mm的标准砖。把这些试块切割成115 mm X 115 mm X65 mm 和160 mm X40 mm X40 mm的试块。 最后检测这种砖的常温耐压强度和高温抗折强度，并把这种试块指标和浇注成型的试块指标进行对比。通过检测，浇注成型的铬刚玉砖高温抗折强度为0.79 MPa和0. 12 MPa，而机压成型试块高温抗折强度为12. 23 MPa ，明显大于浇注成型试块。

　　2;生产工艺

　　原料的选择上，电熔白刚玉应该选择烧结致密、 气孔率低的优质产品，粒度分别为5〜3 mm，3〜1 mm，1〜0 mm，首先把180目刚玉细粉和工业氧化铬细粉和氧化铝细粉以及添加剂进行混合，制备成混合细粉。

　　混练的主体设备为带碾轮的搅拌机，其最小转速为24 r/min，加料的顺序按照先加颗粒料，搅拌1〜2 min，然后加入约一半的结合剂，再搅拌2min左右，加入混合细粉，再搅拌2min，最后加入剩余的结合剂,搅拌约5 min就可出料。

　　成型在400 t摩擦压砖机上进行，成型时由于砖的体积较大，所以特别要遵照先轻后重的成型原则进行，出砖时要轻拿轻放，防止砖体破损。制品放入隧道式干燥器中进行烘干，烘干介质的进口温度为120 ℃左右，出口温度约为50〜60 ℃，烘干后的残余水分控制在低于1 %。

　　把烘干好的砖放在隧道窑内进行烧成，装车的部位为窑车的中下部，窑的最高烧成温度为1500℃，保温4 h，烧好后砖体呈深褐色铬刚玉砖的主要技术性能见表1。

　　表1铬刚玉砖的主要技术性能

　　3应用

　　研制生产的铬刚玉砖在济钢小型轧钢厂的加热炉上进行了现场使用，使用部位为推钢平台上温度和磨损最苛刻的部位，并与某厂生产的铬刚玉砖(材质相同，采用浇注成型方式生产) 进行了性能对比。通过一年多的使用观察，这种砖的表面侵蚀程度明显小于对比砖，证明这种砖的耐磨性能优良，有较强的抗氧化铁的侵蚀性能,能够满足加热炉推钢部位的使用要求。

　　4结语

　　（1）这种机压成型方式可以生产出常温、高温强度都比较高的铬刚玉砖。这种砖和浇注成型的同种类型的砖相比，具有体积密度高，颗粒分布均匀，能够克服浇注成型中产生的较大颗粒向下沉积，砖体上部细粉较多的趋向，使砖的组织结构更加均匀。

　　（2）这种新型的铬刚玉砖由于采用机压成型，可以使生产周期大大缩短，生产成本有较明显的降低，并且这种产品的使用性能更加优良。