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微孔剛玉磚的研制
根據(jù)高爐磚襯破損原因和高爐工作條件的要求，擬定以抗?fàn)t渣侵蝕性、抗堿性和微氣孔指標(biāo)達(dá)到優(yōu)良水平為研究目標(biāo)，微孔剛玉磚采用剛玉為主原料，樹脂為結(jié)合劑及添加多種添加劑并采用微氣孔結(jié)構(gòu)的特殊工藝研制的高爐陶瓷杯用微孔剛玉磚，解決了抗堿侵蝕性、抗?fàn)t渣侵蝕性和微氣孔指標(biāo)三個技術(shù)難題。
微孔剛玉磚以電熔致密剛玉為原料，加有少量的添加物，采用特有的微氣孔生產(chǎn)工藝，以酚醛樹脂為結(jié)合劑，經(jīng)模壓成型高溫?zé)桑⒔?jīng)機(jī)床精加工，預(yù)組裝，確保砌體的磚縫要求。
對于陶瓷質(zhì)耐火材料，解決抗?fàn)t渣侵蝕性、抗堿性和生產(chǎn)微氣孔磚是三大技術(shù)難題。因為陶瓷質(zhì)耐火材料一般很容易被爐渣侵蝕，抗堿性很差。剛玉材料的抗堿性和抗?fàn)t渣侵蝕性是很好的，以剛玉為原料是可行的，關(guān)鍵是采用什么結(jié)合劑，使磚的基料具有與剛玉同樣好的抗渣性和抗堿性，因此結(jié)合劑是研究的焦點(diǎn)。
經(jīng)過對多種結(jié)合劑的試驗，發(fā)現(xiàn)以酚醛樹脂為結(jié)合劑時，對提高抗渣性和抗堿性有顯著效果，可以生產(chǎn)出抗堿性和抗渣、鐵侵蝕性優(yōu)良的剛玉磚。酚醛樹脂是碳質(zhì)物結(jié)合，強(qiáng)度較低，完全以這種結(jié)合劑顯然不能生產(chǎn)出高強(qiáng)度的微孔剛玉磚。
為了生產(chǎn)微氣孔磚，進(jìn)行了多種添加劑試驗，摸清了微氣孔形成機(jī)理。生產(chǎn)微氣孔磚，有三個條件：
(1)磚坯的結(jié)構(gòu)比較致密，孔隙較小而且少;(2)加入的添加物在高溫下能熔化、氣化重新分布進(jìn)入更微小的氣孔，填充氣孔，同時生成性能穩(wěn)定的新的物質(zhì)：(3)燒成溫度能滿足微氣孔生成的要求。
研究表明添加物的種類、用量、加入方法對磚的性能影響很大，特別是對抗堿性、抗渣侵蝕性、耐壓強(qiáng)度、平均孔徑、<1μm孔容積、透氣度等性能影響很大，嚴(yán)格控制它的用量和粒度大小，才能達(dá)到預(yù)期的效果。微氣孔磚檢驗的微氣孔指標(biāo)為平均孔徑，<1μm孔容積和透氣度，這三項指標(biāo)可以完全反應(yīng)某種磚微氣孔指標(biāo)的優(yōu)劣。優(yōu)良的微氣孔磚可以有效防止鐵水、K、Na、Zn、Pb有害物質(zhì)的滲透侵蝕。
采用巖相顯微鏡方法研究了微孔剛玉磚的微氣孔形成機(jī)理，在高倍電子顯微鏡下可以觀察到添加劑的生成物，用電子探針分析出生成物的化學(xué)成分，微氣孔形成機(jī)理的主要方面是添加物在高溫下熔化、氣化進(jìn)入磚的微小氣孔中，附著在剛玉微細(xì)粉上，并相互作用生成新的化合物，其形狀為針狀、柱狀和纖維狀.這些新生物有填充堵塞氣孔的作用，使其成為微氣孔磚;同時也由于配料中加入了大量的微細(xì)粉料，成型壓力較大，使磚的致密度較高，本身的孔隙就很少，以致微量的添加物能夠充滿微小氣孔形成微氣孔磚。這就是微氣孔的形成機(jī)理。這種新生物同時起著結(jié)合劑的作用，顯著提高磚的強(qiáng)度，使微孔剛玉磚具有很高的強(qiáng)度，微孔剛玉磚元素面掃描分析結(jié)果Al元素多，成顆粒狀分布在試樣中，Si元素也較多呈彌散狀分布在Al2O3顆粒煳圍的空隙中，其他有微量Ca、TuFe、Na等元素，是含的雜質(zhì)。碳元素和Si元素對應(yīng)分布，說明硅元素已生成含C的化合物.
經(jīng)過上述多方面的研究，研制出性能指標(biāo)優(yōu)良的微孔剛玉磚，較好地解決了抗?fàn)t渣侵蝕性、抗堿性和微氣孔形成的三大技術(shù)難題。產(chǎn)品性能見表1。微孔剛玉磚的抗?fàn)t渣侵蝕性、抗堿性和微氣孔指標(biāo)，包括平均孔徑、<1μm孔容積、透氣度等性指標(biāo)優(yōu)良，解決了生產(chǎn)工藝上的三項技術(shù)難題。
微孔剛玉磚預(yù)組裝及檢查方法
微孔剛玉磚驗收及預(yù)組裝檢查用的平臺及置具
1、單體微孔剛玉磚應(yīng)在長度相適應(yīng)的二級精度的平板上檢查驗收。
2、檢査長度用游標(biāo)卡尺，分度值0.1mm。
檢査磚縫用二級精度的塞尺。
測量放射線用φ1.0mm的軟線。
3、微孔剛玉磚預(yù)組裝在平面度偏差不大于1mm的平臺上進(jìn)行，若平臺是小塊平板拼裝而成，則要求相鄰平面偏差不大于0.2mm。
滿鋪爐底磚預(yù)組裝
1、預(yù)組裝平臺的直徑應(yīng)當(dāng)大于高爐爐缸的外徑。
2、預(yù)組裝前在平臺上畫出鐵口、渣口或風(fēng)口中心線，然后采用單體檢査合格的微孔剛玉磚按設(shè)計要求的順序進(jìn)行前列層磚的預(yù)組裝。注意設(shè)計中要求前列層磚磚縫與鐵口中心線的夾角。每塊磚的側(cè)面相接一整排為一組，每組磚的長度偏差為±10.0mm。
3、第二排磚的垂直縫與前列排磚的垂直縫要錯開，不允許有重縫。
4、預(yù)組裝磚縫的檢查，垂直縫用塞尺檢査，不大于1.0mm,水平縫上面放3m平尺，用塞尺檢查平尺與磚面的縫隙,用塞尺檢査平臺與磚面之間的縫隙，縫隙均不大于1.0mm。
5、每層微孔剛玉磚預(yù)組裝完成后的外徑偏差為±20.0mm。
6、每層微孔剛玉磚預(yù)組裝檢查合格后，應(yīng)在其表面標(biāo)明編號和接縫標(biāo)記,并畫出鐵口中心線和0°、90°、180°、270°徑向線。
7、第二層和第三層微孔剛玉磚的磚縫均要按設(shè)計要求與前列層磚縫錯開一定角度，以防止上下重縫。
8、每層微孔剛玉磚預(yù)組裝驗收合格后即可包裝。在包裝箱上要注明產(chǎn)品名稱、使用部位和編號。
爐缸陶瓷杯磚的預(yù)組裝
1、預(yù)組裝平臺的直徑應(yīng)大于高爐爐缸的外徑。
2、在平臺上按設(shè)計規(guī)定的髙爐爐缸磚襯內(nèi)徑和外徑畫圓，同時畫出鐵口、渣口中心線，以及0°、90°、180°、270°徑向線。
3、預(yù)組裝按高爐設(shè)計的爐缸磚襯結(jié)構(gòu)和厚度進(jìn)行。微孔剛玉磚預(yù)組裝環(huán)形層內(nèi)徑和外徑偏差不大于±10.0mm。
4、同一環(huán)形層相鄰兩塊磚內(nèi)表面錯臺不大于2.0mm。
5、上下兩層微孔剛玉磚的垂直縫不允許重縫。
6、微孔剛玉磚環(huán)形層的垂直縫不大于1.0mm,上下兩層之間的水平縫不大于1.0mm,環(huán)縫偏差不大于±2.0mm。
7、鐵口、渣口和風(fēng)口組合磚可以按設(shè)計要求單獨(dú)進(jìn)行預(yù)組裝。爐缸陶瓷杯磚預(yù)組裝時按設(shè)計要求準(zhǔn)確畫出鐵口、渣口的中心線和兩側(cè)線。預(yù)留鐵口組合磚的位置，應(yīng)同時進(jìn)行鐵口和渣口組合磚的預(yù)組裝。
8、風(fēng)口組合磚預(yù)組裝：先確定下部爐缸磚襯的標(biāo)高，以確定風(fēng)口中軸線的標(biāo)高。按設(shè)計圖紙的要求，在平臺上準(zhǔn)確劃出風(fēng)口中心線。預(yù)砌時風(fēng)口的內(nèi)圓和外圓以及風(fēng)口的中軸線滿足設(shè)計圖紙的要求。風(fēng)口組合磚的磚縫不大于3.0mm。
9、每層微孔剛玉磚預(yù)組裝合格后，應(yīng)在每塊磚外端標(biāo)明編號和上下層的接縫記號，畫出鐵口、風(fēng)口、渣口的中心線和0°、90°、180°、270°徑向線及合門磚記號。
10、根據(jù)爐缸的高度，預(yù)組裝可分1段、2段和3段，分次進(jìn)行預(yù)組裝。
11、每段微孔剛玉磚預(yù)組裝驗收合格后，方可包裝。在包裝箱的兩端應(yīng)注明微孔剛玉磚的編號。
12、全部預(yù)組裝工作結(jié)束后，生產(chǎn)廠負(fù)責(zé)向用戶提供詳細(xì)的預(yù)組裝資料。
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