耐火材料廠面對現(xiàn)在社會鋼鐵的需求量的不斷增長，也隨著生產(chǎn)設(shè)備的大型化，高爐出鐵溫度的提高，出鐵量增加，出鐵時間延長。因此，高爐鐵水溝的使用條件十分苛刻。傳統(tǒng)的出鐵溝耐火材料被剛玉、碳化硅、石墨等材質(zhì)所取代。為了滿足高爐鐵水溝耐火磚的使用，我公司鄭州駒達(dá)耐火材料有限公司通過分析對比試制了高鋁碳化硅磚。

    鐵水溝耐火磚在之前使用的是高鋁磚，但是發(fā)現(xiàn)高鋁磚的蝕損與鐵水中C有關(guān)，在此基礎(chǔ)上，分析了高鋁磚的蝕損過程，鐵水中的C含量對磚蝕損的影響，并通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)被蝕損的高鋁磚大致可分為3層，表層為鐵水粘附層，里層為原磚層，兩者之間為厚度約2mm的多孔變質(zhì)層。變質(zhì)層主相是小于100μm的結(jié)晶物，顯微結(jié)構(gòu)中殘存有大量大于100μm的氣孔，但沒有觀察到Fe。從變質(zhì)層/原磚界面可以看出，原磚部為AL2O3—SiO2質(zhì)即莫來石顆粒。變質(zhì)層中長度為100μm的柱狀顆粒是剛玉，柱狀顆粒間的組成物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)是AL2O3—SiO2—FeO玻璃相。可以判斷，這些組成物是莫來石骨料在侵蝕過程中與鋼水成分反應(yīng)所形成的。這種現(xiàn)象的產(chǎn)生與鐵水中是否含有C有關(guān)，也就是說，鐵水中如果含有C，AL2O3—SiO2—FeO系玻璃相在SiO2成分還原消失的同時，F(xiàn)eO也被還原成金屬Fe，殘存的AL2O3作為剛玉晶體被析出。分析高鋁磚與鐵水的侵蝕試驗(yàn)結(jié)果，可以得出以下結(jié)論：高鋁磚與1650℃鐵水接觸5h后，磚體表面生成變質(zhì)層，變質(zhì)層由剛玉顆粒和填充在顆粒間的SiO2—AL2O3—FeO玻璃相組成：高鋁磚在被鐵水蝕損過程中，鐵水中不含C，則莫來石骨料溶解生成SiO2—AL2O3—FeO玻璃相，鐵水中含C的情況下，則這種玻璃相被C還原，生成剛玉和金屬Fe。因此鐵水中的C元素對高鋁磚的侵蝕影響更是縮短了高鋁磚的使用壽命，

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    我們通過再一次的實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)了高鋁碳化硅磚，選用了一級高鋁礬土熟料，灰剛玉和SiC含量為94%的碳化硅砂和碳化硅粉為原料。選用紙漿廢液做結(jié)合劑。為了防止碳化硅的氧化，選用了三種不同的氧化劑均取得了一定的效果。

    根據(jù)鐵水溝對耐火材料的要求，高鋁碳化硅磚應(yīng)具有良好的熱震穩(wěn)定性、抗鐵水沖砂及耐侵蝕性。約80%以上的磚單重都超過50Kg，故此應(yīng)適當(dāng)擴(kuò)大顆粒的極限尺寸。這對磚的熱穩(wěn)定性，耐沖砂和抗侵蝕性都是有益的。配料的顆粒極限尺寸為4mm，各種原料的顆粒組成見下表：

     按照各種原料的配比，將原料放入混砂機(jī)中混練。為使防氧化劑等外加劑能均勻地分布在基質(zhì)中，采用預(yù)混合工藝。其加料順序?yàn)椋合燃尤敫咪X熟料、棕剛玉、SiC砂、干混5min后加入紙漿廢液，濕混2min后加混合細(xì)粉，混煉15min后出料，總計(jì)混煉22min。然后在1000噸機(jī)械壓力機(jī)，機(jī)壓成型，機(jī)壓成型的高鋁碳化硅磚體密分別為2.76g/cm3和2.75g/cm3，高鋁碳化硅磚的燒結(jié)在低溫階段，為避免坯體內(nèi)殘存水分排除過快而引起開裂，應(yīng)緩慢升溫，升溫速度為15—20℃/h。中溫階段可自由升溫。最終燒成溫度為1430℃，保溫36小時，制品的氧化層厚度，表面低熔物大為減少，并充分燒結(jié)。

    采用一級高鋁礬土熟料、棕剛玉、碳化硅為原料，外加少量輔助材料，生產(chǎn)的高鋁碳化硅磚在鐵水溝的應(yīng)用上取得了良好的效果，可延續(xù)型使用。