隨著冶煉技術(shù)的發(fā)展，對鐵水罐用耐火材料的要求越來越高，我國鐵水罐多用一般粘土磚，其爐齡均不高，如國內(nèi)某鋼廠75t鐵水罐其爐齡在400次左右，磚片時(shí)有剝落，對產(chǎn)品質(zhì)量造成一定影響，且折罐頻繁，費(fèi)時(shí)，費(fèi)力。為此，試驗(yàn)研制低氣孔粘土磚，以滿足生產(chǎn)的需要。
2 試驗(yàn)
2.1 泥料顆粒組成對坯體致密程度有著重大影響
將普通粘土熟料破碎成5~3m、3~1mm、<1mm三個(gè)粒級(jí)，用<1mm顆粒打筒磨粉(<0.088mm占85%以上)。做堆積密度試驗(yàn)，堆集密度較大。
2.2 選用致密原料是獲得低氣孔率制品的關(guān)鍵
采用死燒粘土熟料，死燒結(jié)合粘土，河南白焦寶石等原料作實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)吸水率指標(biāo)<3時(shí)，效果較好。
2.3 制樣
把上述三種原料分別破碎成5~3mm、3~1mm、<1mm及≤0.088mm，分別加入添加劑，制成六種泥料，其混煉刻順序?yàn)轭w粒、結(jié)合劑、混勻后，在260t摩擦壓磚機(jī)上，用標(biāo)準(zhǔn)磚模壓制成磚坯，打擊6~8次，在干燥窯內(nèi)110℃烘干15h，待磚坯水分<1%時(shí)，即裝窯入隧道窯燒制。最高燒成溫度1420±10℃，保溫8h。 通過幾輪試驗(yàn)，其理化性能如下：
Al2O3：42.3%，F(xiàn)e2O3：1.5%，顯氣孔率：12.72%，荷重軟化溫度：1450℃，常溫耐壓強(qiáng)度：58.8MPa，熱震穩(wěn)定性：1100℃水冷>5次。
2.4 使用
低氣孔粘土磚在該廠75t，鐵水罐上試用，罐體全部采用低氣孔粘土磚砌筑，用普通粘土火泥砌縫。烘罐用煤氣槍。在烘罐用煤氣槍，在烘罐過程中，未見剝落和掉片現(xiàn)象，無裂紋產(chǎn)生。使用過程中，磚縫嚴(yán)密，整體性強(qiáng)，鐵水倒出后，磚表面呈棕褐色釉狀、光滑、掛渣少且較均勻，使用壽命超過1000次，比一般鐵水罐磚的使用壽命提高了2倍多。
4 分析與討論
選擇致密高、吸水率低的原料，通過合理級(jí)配是制得低氣孔磚的關(guān)鍵。我公司燒制低氣孔粘土磚時(shí)，最高溫度一般控制在1350~1380℃，適當(dāng)提高低氣孔磚燒成溫度(1420℃)，制品收縮略有增加，從而使制品體積密度稍有增加，低氣孔率得以降低。
由于添加劑的加入，燒制過程中，制品內(nèi)部形成大量的微氣孔。制品在整體斷裂前，內(nèi)部的微氣孔對制品的斷裂有阻止和擬制作用。作為高溫?zé)嵴饤l件下使用的鐵水罐磚，嚴(yán)重的是內(nèi)部熱應(yīng)力引起的熱剝落，當(dāng)適當(dāng)降低氣孔率，且生成大量微氣孔時(shí)，在熱沖擊下，制品內(nèi)部斷裂長度變短，數(shù)量有所增加，裂紋相互交錯(cuò)形成網(wǎng)狀的程度增強(qiáng)。因此，制品斷裂時(shí)需要的斷裂能增加，可有效地提高制品的熱震穩(wěn)定性，使制品抗剝落性能得以提高，從而使鐵水罐爐齡大大提高。
5 結(jié)論
5.1 采用低吸水率的粘土熟料作為主要原料生產(chǎn)低氣孔粘土磚是可行的。
5.2 適當(dāng)提高燒成溫度(較普通粘土磚而言，)可以降低制品的氣孔率，提高體積密度。
5.3 使用添加劑可以使制品形成大量微氣孔，從而在制品氣孔較低的情況下，提高熱震穩(wěn)定性。
5.4 應(yīng)用于鐵水罐上，比一般鐵水罐磚提高使用壽命達(dá)兩倍以上。若推廣到湘鋼的鐵水罐上使用，其經(jīng)濟(jì)效益將非常顯著。