電爐頂高鋁磚

電爐頂高鋁磚(highalumina refractory bri-ck for electric arc furnace roofs)是指以鋁礬土熟料和少量粘土配合製成Al₂O₃含量65%以上的、用於電爐頂的耐火製品。為冶煉某些特殊鋼，最初不論是鹼性或酸性電爐，爐頂主要使用矽磚。矽磚具有荷重軟化溫度高，質量小，在冶煉溫度下能支持爐頂不塌陷而長期使用，英國早期在小型電爐上曾用過矽線石磚作爐頂。已具有矽磚沒有的某些優點，如熱膨脹性均勻，線膨脹係數小，不需要膨脹縫。因價格是矽磚的3~4倍，故未能擴大使用。

基本介紹

• 中文名：電爐頂高鋁磚
• 外文名：highalumina refractory bri-ck for electric arc furnace roofs
• 學科：冶金工程
• 領域：能源
• 範圍：耐火材料
• 原料：鋁礬土熟料和少量粘土配合

簡介

電爐頂高鋁磚(highalumina refractory bri-ck for electric arc furnace roofs)是指以鋁礬土熟料和少量粘土配合製成Al₂O₃含量65%以上的、用於電爐頂的耐火製品。

為冶煉某些特殊鋼，最初不論是鹼性或酸性電爐，爐頂主要使用矽磚。矽磚具有荷重軟化溫度高，質量小，在冶煉溫度下能支持爐頂不塌陷而長期使用，英國早期在小型電爐上曾用過矽線石磚作爐頂。已具有矽磚沒有的某些優點，如熱膨脹性均勻，線膨脹係數小，不需要膨脹縫。因價格是矽磚的3~4倍，故未能擴大使用。

隨著電爐冶煉技術的進步，吹氧助熔與精煉，冶煉溫度不斷提高，電爐容積日益擴大，矽磚護蓋出現熔滴，流淌至爐壁影響爐牆壽命及爐渣成分。為調整爐渣成分需要用石灰時，石灰飛塵又加重了矽磚的腐蝕。20世紀60年代開始，美國在煉特殊鋼電爐爐蓋上，對使用的燒成鎂鉻磚或鉻鎂磚、特殊鎂磚及白雲石磚進行了試驗，電爐容積大的為100-160t，小的5-8t在小爐上不斷出現剝落，採用磚縫中夾帶鋼片的方法可以克服砌體剝落，但導致漏電和局部過熱。在大爐上使用，因過重而變形，須增設機械結構架。儘管鹼性磚抗渣性優於高鋁磚。試驗後未取得理想效果，甚至不比高鋁爐頂磚壽命長，且費用高。

前蘇聯因缺乏鋁土礦資源，只有發展鹼性磚爐頂。1970年蘇聯的電爐鋼比例僅為9.2%，而電弧爐用鹼性磚爐頂達95%。

中國使用高鋁電爐頂始於1953年，得天獨厚的天然鋁土礦資源。簡單的製造工藝和低廉的成本，成為普及使用的有利條件，從而取代了矽磚。

性能

電爐頂高鋁磚的技術性能根據Al₂O₃含量。中國分為DL-80、DL-75、DL-65 3個牌號，對磚型及砌築有規範化設計。其技術性能如下（表1）：

表1

爐頂高鋁磚的結晶相為莫來石-剛玉，高牌號的DL-80主要以剛玉相為主，耐火度高，對各種熔渣的抵抗性好。

爐頂高鋁磚約熱膨脹率隨著溫度升高而增大，尤其是高牌號磚在1200℃時可達0.8%-0.9%。

特性

爐頂高鋁磚由於主晶相的結晶構造，玻璃相的數量與粘度不同，其彈性模量亦不同，在高溫下承受應力所產生的應變也就不同。例如鋁礬土製的Al₂O₃含量85%-86%的高鋁磚，其彈性模量隨著溫度而發生變化，升溫到達1230℃、冷卻至850℃時出現彈性模量的最大值(6.69MPa和8.97MPa) ，且冷卻時比加熱時的彈性模量值還高。

工藝要點

選用高品位、高純度及燒結良好的鋁礬土料，塑性好、K₂O、Na₂O及Fe₂O₃等雜質含量少的結合粘土配入量宜少。粘土以泥漿的形式加入，熟料的最大臨界粒度採用4-3mm。用高噸位壓力機成型，防止人模泥料的顆粒偏析。磚的尺寸嚴格按圖紙製造。避免產生扭曲、裂紋。

使用

砌築爐頂時必須受力均衡、在徑向與圓周留出適當的膨脹縫。使用前先經烘烤。在冶煉操作過程中出現剝落損毀時，採用較低牌號的磚為宜，熔融侵蝕損毀為主時，用較高牌號的磚為宜。並在持續高溫冶煉時，加爐蓋頂的吹灰。