刚玉砖在陶瓷杯的应用

我国有多座大型高炉应用了法国的陶瓷杯，使用效果普遍较好，炉底、炉缸寿命大幅提高在高冶炼强度的条件下，炉底、炉缸能确保生产。

国产陶瓷杯砖如塑性相复合刚玉砖、微孔刚玉砖、刚玉-莫来石砖、刚玉-碳化硅砖等在大、中型高炉上得到广泛应用。

陶瓷杯用刚玉砖的性能进步

陶瓷杯用刚玉砖在性能上得到了迅速的进步发展，从90年代初期，某公司7#高炉大修时,为延长高炉寿命，避免该高炉出现原来四年多需进行大修的情况,采用了刚玉莫来石复合砖、黄刚玉莫来石砖复合砌筑的高炉自焙炭块一陶瓷砌体复合炉衬,随后在全中国得到迅速的推广使用,，在这一过程中，又研制了用于陶瓷杯的另一种耐火砖一复合棕刚玉砖(又称棕刚玉一SiC砖)。

1、刚玉莫来石砖的性能改进

某7#高炉采用的刚玉莫来石砖，尽管已经具备了一定的理论性能，但在高炉进一步强化冶炼的条件下,要求炉龄达到10—15年时,需要进一步提高其理化性能。不能单从常规指标上要求,因为它们并不代表陶瓷材料的整体技术性能，还应考虑其它的抗铁水.、抗渣滅侵蚀、导热性能、热膨胀性能等指标。所以，我们在原有刚玉莫来石砖的工艺配方上，不但加入了添加剂,还从化学组成、矿物相、高温力学性能等方面进行改进,研制开发二代、三代及第四代原位塞隆陶瓷系列产品。

2、复合棕刚玉砖的性能改进

初期普通型复合棕刚玉砖虽然在中小型高炉上得到了广泛应用并取得了较好的效果,但是,在长期使用中SiC的分解和氧化易造成气孔增大、结构疏松,使用寿命受到影响。针对上述问题,我们以显微结构为重点进行了研究，由一代复合棕刚玉砖的陶瓷结合到二代复合棕刚玉砖的多晶相结合;在第三代的复合棕刚玉制品中以第二代产品为基础，加入非金属抗氧化单晶体、防氧化剂，使其上升为炭结合的高纯棕刚玉SiC-C砖。同时采用了多级配料、超细粉等工艺,明显提高了复合棕刚玉的抗渣、抗碱、抗铁水、抗氧化性能，使用寿命有了明显的提高,并形成了微孔显微结构。经实际检测微孔,孔容积百分率>50%。现正在推出原位塞隆为结合相的第四代产品,为高炉的长寿奠定坚实的基础。

炉缸陶瓷杯砖和风口组合砖选择

目前出现3~4年寿命的高炉都是采用了陶瓷杯结构和风口组合砖,曾认为陶瓷杯可以维持高炉正常生产4年左右,现在发生的情况是不到4年陶瓷杯和炭砖都烧穿了,可见陶瓷杯也存在严重问题。

在检验陶瓷杯砖性能时发现,目前的陶瓷杯砖、风口组合砖大都是采用复合棕刚玉砖、刚玉莫来石砖、还有浇注大块砖,这些砖的抗炉渣侵蚀性、抗碱性很差,而且不是微气孔砖。

炉缸是炉渣集聚的地方,也是K、Na、Zn高富集区,抗渣性差的砖很快会被炉渣侵蚀掉,抗碱性差的砖很快会被侵蚀成碎片,甚至粉末。高炉风口上翘、炉壳开裂主要是采用这种砖引起的。可见复合棕刚玉砖、刚玉莫来石砖、浇注大块砖都不适合用作陶瓷杯砖。

复合棕刚玉砖和刚玉莫来石砖性能差,不适合高炉使用;浇注大块仅抗碱性好,其他性能都很差;塑性相结合刚玉砖抗碱性和抗炉渣侵蚀性较好,但不是微气孔砖;微孔刚玉砖是这几项性能都很好的一种新型产品。武钢新建和大修高炉陶瓷杯都采用了微孔刚玉砖,风口组合砖也有2座高炉开始采用,目前高炉使用情况良好,没有发生风口上翘事故。

微孔刚玉砖在高炉陶瓷杯上应用的势

高炉陶瓷杯炉缸炉底结构是在综合炉底和水冷炭砖薄炉结构以后发展起来的新型炉缸炉底结构,具有明显的越性。

(1) 微孔刚玉砖具有较好的抗渣铁侵蚀性、抗碱性，并且是微气孔砖生产工艺，透气度、平均孔径、<1μm孔容积性能良，其产品性能和质量水平全面赶上了世界水平，是目前良好的高炉陶瓷杯用砖。

(2) 微孔刚玉砖先后在某公司6号、4号、7号、5号、8号高炉用作陶瓷杯壁砖，使用效果均很好，6号高炉2004年7月开炉，2014年10月6号高炉改造性检修，更换风口冷却壁和组合砖，炉内观察发现上层微孔刚玉砖仍然存在。

(3)棕刚玉砖和刚玉莫来石砖的透气度很高，K、Na、Zn、沉积碳等很容易渗入砖内，容易从内部腐蚀砖体，特别是由于碱金属的不断入侵，不断地产生体积膨胀，导致风口上翘.微孔刚玉砖抗碱性良、微气孔砖指标良，很适合高炉风口带应用，微孔刚玉砖己在武钢5号和8号高炉大修中应用，某公司5号高炉第二代已使用6年多，目前的使用效果很好，没有出现风口上翘的情况.

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