在粘土砖中加入它，其高温使用性能得到有效提升！
发布日期： 2020-05-26 09:22:57 阅读量（766） 作者：张巍粘土砖是一种以粘土为主要原料，经泥料处理、成型、干燥和煅烧而成的一种定形耐火材料，主要应用于各类加热炉、炼铜炉、回转窑、高炉热风炉等热工窑炉上。由于使用环境的要求，粘土砖必须具备一定的耐压强度和良好的抗热震性及良好的外型尺寸等。
随着科技的不断前进，用户对粘土砖强度的要求也越来越高，如攀钢冶金材料有限责任公司70M回转窑及攀钢钛白粉厂回转窑用粘土砖对强度的要求高达>50MPa。而目前粘土砖的耐压强度较低，一般在25MPa～40MPa，为了研制高强度粘土砖，刘云等以焦宝石和蓝晶石为原料，以软质粘土、半软质粘土和纸浆废液为结合剂，按照骨料∶粉料=55∶45的质量比进行配料。一般粘土砖的骨料临界粒度为3mm，而本试验中，将骨料的临界粒度增大至4mm，并增加粗骨料的加入量，因此既提高了泥料的堆积密度，易于成型，又促进了坯体的烧结，降低了制品的气孔率，提高了耐压强度及荷重软化温度，改善了抗热震性，增加了体积稳定性，使制品的外型尺寸更为精确。
结果表明：随着蓝晶石加入量的增加，试样的体积密度增大，气孔率降低，耐压强度和荷重软化温度增加，线收缩率减小。随着蓝晶石粒度的减小，试样的体积密度增大，气孔率降低，耐压强度和荷重软化温度增加，线收缩率增大。综合考虑各项性能，制备粘土砖的最佳烧成制度为(1405±5)℃×10h，最佳原料配比为：w(焦宝石)=70%～85%，w(蓝晶石)=5%～20%，w(结合粘土)=5%～10%。在此基础上，进行了工业化生产，表1列出了研制的该粘土砖试验室和工业化生产及国外同类产品的性能指标。虽然实际生产中，隧道窑达不到实验室确定的烧成制度，但可采取降低烧成温度、延长保温时间来替代，生产出的制品强度高，外形尺寸准确，外观好。从表1中可以看出，研制的该粘土砖的性能已达到了国外同类产品的水平。
表1研制的粘土砖试验室和工业化生产及同类产品的性能指标
炼铁高炉热风炉是把鼓风加热到要求的温度，用以提高高炉的效益和效率。随着现代高炉长寿技术的发展和冶炼水平的提高，要求热风炉提供足够的风温并延长其寿命，以满足高炉冶炼的要求。因此，高风温、长寿命热风炉用耐火材料需具备以下性能：
(1)良好的高温耐压强度和抗蠕变性;
(2)耐火砖的热容量大，热导率高，以便利于热交换和提高风温;
(3)体积稳定性好;
(4)气孔率低，结构致密，抗浸蚀和抗渣渗透性好。
吴永涛等以焦宝石、蓝晶石和广西白泥为原料，以半软质粘土为结合剂，按骨料∶粉料=55～50∶45～50的质量比配料，研制出热风炉用低蠕变粘土砖。结果表明：蓝晶石的加入明显改善了粘土砖的性能，这是由于蓝晶石在高温煅烧时分解产生的莫来石在基质中形成针状的网络结构，优化了显微组织结构，因此提高了材料的蠕变性能。在本试验条件下，制备低蠕变粘土砖的最佳烧成工艺为：(1430～1450)℃×12h。
传统工业窑炉为达到保温节能的目的，通常在重质耐火材料(耐火砖、不定形耐火材料)施工体外增加保温层。以粘土为原料制备的轻质保温砖具有体积密度小，导热系数低等特点，用于各种工业窑炉中，起到保温节能的作用。目前，国内生产这种保温砖普遍是以EPS(可发性聚苯乙烯)原料颗粒球作为造孔剂，缺点是不但EPS原料价格昂贵，而且燃烧时产生有毒物质，造成环境污染，所生产出产品的导热系数也较高。而国外则普遍采用锯末作为造孔剂，锯末不但原料来源广泛，成本低廉，烧成时无环境污染，而且纯锯末产品的导热系数更低。国内没有此类产品生产的原因主要有：
(1)单独使用锯末作为造孔剂，产品的强度会大大降低，这是目前无法解决的难题;
(2)烧成过程收缩大，制品容易开裂。
为此，马培沪等以软质黏土、硬质黏土、蓝晶石、废砖粉回收料为原料，添加适量添加剂，以锯末粉为造孔剂，具体配比如下：w(软质黏土)=25.0%，w(硬质黏土熟料)=22.0%，w(废砖粉回收料)=15.5%，w(锯末粉)=30.0%，w(蓝晶石)=7.5%，w(添加剂)=2.0%，采用注浆成型法，研制出成本低、无环境污染、导热系数低的节能环保型轻质保温砖。结果表明：蓝晶石的引入能够有效抵消锯末煅烧时产生的体积收缩，避免了制品产生裂纹。将研制的该轻质保温砖与国外同类产品和国内添加EPS颗粒为造孔剂的轻质保温砖进行物理性能对比，结果如表2。
表2相关产品物理性能对比
从表2中可以看出，研制的该保温砖的体积密度、强度和导热系数与国外产品相当，与国内以EPS为造孔剂产品相比，强度有所降低，但并不影响使用，而导热系数明显减小，意味着研制的该产品具有更好的保温性能，可以减少窑炉的保温层厚度，从而节约材料;或在同样的厚度情况下，热量损失更小，从而节约燃料，以达到保温节能的目的，具有良好的经济效益和社会效益。
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