加热炉铬刚玉平台砖

       铬刚玉平台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,这种铬刚玉平台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,我公司生产的一种铬刚玉砖,该砖采用新型的生产工艺,生产出的铬刚玉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。

1.2氧化铬细粉的选择

      为了增强铬刚玉平台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1 300℃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17%~20%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,以及提高铬刚玉平台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,所以选择羧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

      由于这种铬刚玉平台砖长期使用在1400℃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×115 mm×65 mm的标准砖。把这些试块切割成115 mm×115 mm×65 mm和160 mm×40 mm×40 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,3~1mm,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24r/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2 min左右,加入混合细粉,再搅拌2 min,最后加入剩余的结合剂,搅拌约5 min就可出料。成型在600 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1 500℃,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。

3应用

       研制生产的铬刚玉平台砖于2015年5月在瓦轴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。使用后观察,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。(3)通过在加热炉上对比使用可以证明,这种新型的铬刚玉砖有优良的抗化学侵蚀性和抗磨损性能,完全能够满足加热炉的使用要求。