[科普中國]-不燒磚

簡介

耐火材料的燒成是為了獲得一種致密而有相當強度的磚塊，可是磚在使用過程中如用作爐襯，必將受著與燒成時差不多相同的溫度的灼燒作用，因此設(shè)想制成一種磚坯，加大生坯強度，使在搬運和砌筑爐村砌磚體時不致破損，然后利用使用中的高溫作用達到燒結(jié)的目的，免除燒成工序，即不燒磚。1

不燒磚的生產(chǎn)工藝與燒結(jié)磚基本相同，其性能取決于粉粒狀料和結(jié)合劑的性質(zhì)和用量。與同樣材料的燒結(jié)磚相比，高溫強度較低，不宜用于承重部位；但耐熱震性較高，在冶金、化工、建材等工業(yè)部門均可廣泛代替燒結(jié)磚使用。

不燒磚的種類不燒磚按膠結(jié)劑種類可分為：水玻璃不燒磚、磷酸(鹽)不燒磚、硫酸鋁不燒磚和水泥不燒磚等，按耐火骨料和粉料品種可分為：粘土質(zhì)不燒磚、高鋁質(zhì)不燒磚、硅質(zhì)不燒磚和鎂質(zhì)不燒磚等。

水玻璃不燒磚水玻璃不燒磚的品種較多，應(yīng)用得較廣泛，特別是在澆鋼系統(tǒng)中，得到普遍的使用。水玻璃不燒磚在各主要耐火材料廠均有生產(chǎn)，配合比較多，因使用部位不同，性能要求也不同。水玻璃模數(shù)為2.2～3.0，比重為1.38-1.40。不燒磚成型后，送至干燥室內(nèi)干燥，干燥溫度100℃左右，干燥時間為48小時。

水玻璃不燒磚經(jīng)過瀝青浸煮后，性能有較大的提高。浸煮前，先將磚坯預熱至200～300℃，再放進溫度為200～280℃的瀝青(瀝青的軟化點為70±5℃)中去，浸煮4～8小時，使瀝青滲透磚坯深度不小于15毫米。浸后放置在溫度為70℃左右的退火室內(nèi)，經(jīng)過一個多小時后即成?；瑒铀沼盟ＡР粺u，一般均要浸煮瀝青后，再磨平方可使用。

另外，為了改善和提高水玻璃粘土質(zhì)和高鋁質(zhì)不燒磚的抗渣性和熱震穩(wěn)定性等性能，還可用少量的石墨粉，碳化硅粉，剛玉粉和硅石粉等做外加劑。配制后的不燒磚，1200℃的高溫耐壓強度大于70kg/cm2，抗折強度大于20kg/cm2，可在浸入式水口等部位使用。

水玻璃不燒磚存放期間受潮，磚的表面會“長毛"，并造成表面層起殼和棱角疏松等現(xiàn)象。這是由于水玻璃不燒磚表面層的Na2O與空氣中的CO2起反應(yīng)，形成碳酸鈉的緣故。因此，水玻璃不燒磚應(yīng)放置在于燥環(huán)境中或輕燒，以避免吸濕反潮，影響制品質(zhì)量。2

磷酸鹽不燒磚磷酸(鹽)不燒磚具有耐火度和荷重軟化溫度高，耐壓強度高、熱震穩(wěn)定性和耐磨性能良好等特點，因此近年來發(fā)展較快，應(yīng)用較廣。

磷酸(鹽)不燒磚的配合比較多，一般耐火粉料細度要求為4900孔/厘米2篩的通過量占85～90%以上；磷酸濃度一般為50%，磷酸鋁溶液一般采用P205/Al2O3克分子比為3.2左右；磷酸一硫酸鋁混合溶液比重為1.28～1.30，配制方法如下：濃度85%的工業(yè)磷酸為30%，硫酸鋁為25%，水為45%，調(diào)制好存放一天后使用；六偏磷酸鈉溶液濃度約為39%。磚料按比例稱量，經(jīng)混練后成型。成型后的不燒磚經(jīng)過100℃或500℃烘干，然后做性能測定。

適當摻加促凝劑可以提高常溫耐壓強度，而烘干耐壓強度與未加時相似，荷重軟化溫度略有降低；當硅質(zhì)不燒磚適當摻加含鈣物質(zhì)后，常溫耐壓強度和高溫性能要比未加者好些；若加入了礦化劑鐵鱗，燒后耐壓強度有較大的提高。還應(yīng)指出：高鋁質(zhì)和硅質(zhì)不燒磚，分別適當?shù)負郊庸枋吞蓟璺垡源娌糠帜突鸸橇虾头哿?，某些性能有一定的提高?

不燒磚的特點及應(yīng)用特點不燒磚是從五十年代發(fā)展起來的，在平爐和電爐的爐頂上試用，取得了效果。另外，不燒磚的品種較多，應(yīng)用范圍較廣，如澆鋼系統(tǒng)的滑動水口、塞頭、坐磚等，還有鍋爐、焦爐和加熱爐等窯爐和熱工設(shè)備上也有采用不燒磚的，使用效果良好。

一般不燒粘土磚必須具備一定強度，有一定的抗水性，適于存放，且殘余收轄必須在一定的范圍內(nèi)，如在某規(guī)定溫度下不超過0.7-1.0%。

要滿足以上條件制成可用的不燒磚，問題在于選擇一定的暫時結(jié)合劑。通常用1-2%的亞硫酸鹽紙漿廢液。

它與振動成型耐火混凝土相比，具有外形規(guī)整，尺寸公差小，性能指標優(yōu)良，試模周轉(zhuǎn)次數(shù)多等特點。但需設(shè)有制磚設(shè)備，一般只能在耐火材料廠生產(chǎn)。與燒成耐火磚相比，性能相差不多或優(yōu)于耐火磚，又可省掉燒成工序，節(jié)約燃料和燒制設(shè)備，成品率高。

研制與應(yīng)用新研制的金屬復合鎂尖晶石不燒磚，主要應(yīng)用于鋼冶煉的RH精煉爐。RH精煉技術(shù)由于其脫氣效果好、降溫少、適用范圍廣等特點，已越來越被國內(nèi)外鋼廠所廣泛應(yīng)用，已成為世界鋼水精煉用的主要設(shè)備。RH精煉爐工況條件十分苛刻，耐火材料襯里需具有高熱態(tài)強度、在真空下體積穩(wěn)定性好、耐沖刷、耐剝落性好、抗侵蝕性強等優(yōu)異性能。長期以來國內(nèi)外RH精煉爐用主要耐材為須經(jīng)1700℃以上高溫燒成的鎂鉻制品，耐材中的氧化鉻含量從8%到26%不等。六價鉻的公害問題引起全球重視。含鉻殘磚不易處理，國外如德國主要采取水密性包裝或加水稀釋；國內(nèi)除少部分回收利用外，大部分作為工業(yè)垃圾丟棄。含鉻殘磚因風吹雨淋氧化富含六價鉻而毒性超強，且水溶性很好，在雨水的沖刷下，極易流淌至河中，嚴重污染水源和土壤。飲用污染的水，易引起皮膚病、中毒性腹瀉并致癌。此外，我國鉻礦資源缺乏，95%以上的鉻礦依賴進口。因此，開發(fā)無鉻化耐火材料，既可解決環(huán)境污染問題，又可以緩解我國鉻礦資源的緊缺；避免高溫燒成，有利于節(jié)能降耗和減少有害排放。

該項目在材質(zhì)、高性能的獲得和制作方法上進行了創(chuàng)新。以高純大晶粒鎂砂和高純合成尖晶石為主要原料，以酚醛樹脂為結(jié)合劑，實現(xiàn)了制作上只需較低溫度熱處理，不需高溫燒成；引入高性能微粉，通過高速強力攪拌和高壓成型工藝，實現(xiàn)了微粉在材料中的良好分散，使材料中氣孔微細化并分布均勻；通過添加多種適宜的金屬和金屬氧化物，在高溫使用過程中原位生成非氧化物，填充穿插在方鎂石骨架結(jié)構(gòu)中起到增強增韌作用。成功研制出滿足RH精煉裝置內(nèi)襯使用的抗熱震性好、抗渣侵蝕性強、抗氧化性強、熱態(tài)強度高的金屬復合不燒鎂尖晶石磚，取代了傳統(tǒng)高溫燒成的鎂鉻產(chǎn)品。3