熔融耐火材料

熔融耐火材料分熔鑄耐火制品和燒結(jié)法電熔制品兩類。

熔鑄耐火制品是指用熔融法將配合料高溫熔化后澆鑄成一定形狀的制品。配合料的熔融方法有兩種，電熔法和鋁熱法。前者在單相或三相電弧爐或電阻爐中熔化配合料；后者是利用鋁熱反應放出的熱量將配合料熔化。電熔法是生產(chǎn)熔鑄耐火材料的主要方法。

1928年，美國柯爾暗特公司開始研制熔辟耐火材料。30年代，以鎂砂、鉻礦和鋁土礦為原料，并引入碳氫化合物脫氧荊的尖晶石“西門子”熔鑄耐火材料，在采用廢鋼法操作的100~150t平爐上使用，同硅磚相比，壽命提高20倍。1937年，埃里溫斯克莫來石工廠，根據(jù)德希別粱克院士的試驗研究結(jié)果，生產(chǎn)了具有莫來石組成的高鋁澆鑄塊。1942年，美國研制成功熔鑄鋯剛玉磚。50年代初，法國西昔公司采用工業(yè)氧化鋁代替雜質(zhì)多的原料，開發(fā)了氧化法熔鑄工藝，形成了AZS鋯剛玉電熔耐火材料系列。1952年，小馬格里為柯爾哈特公司取得制造熔鑄鎂鉻磚的兩個專利，即55%MgO和45%德蘭士瓦鉻礦熔鑄鎂鉻磚。美國、日本已有Zr0₂93%—95%的高鋯質(zhì)熔鑄磚投入市場，這些制品被應用在高技術(shù)玻璃的生產(chǎn)中。電熔MgO的工藝及設(shè)備得到改進，日本幾家公司推出了MgO含量大干99%的晶體尺寸大的電熔MgO產(chǎn)品。德國拜馬(Haymag)公司在加拿大建設(shè)了一條年產(chǎn)14000t電熔MgO的生產(chǎn)線。20世紀80年代以來的十年來在工業(yè)發(fā)達國家，電熔耐火材料的品種增加，產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)工藝裴備，有了更大的提高。

我國從50年代后期開始生產(chǎn)電融耐火材料。80年代，沈陽耐火材料廠從美國CE公司引進氧化法生產(chǎn)鋯剛玉熔鑄磚。我國的電熔剛玉、電熔鎂砂、電熔鎂鉻砂、電熔莫來石、電熔鋯剛玉、熔融石奠等耐火材料已基本滿足國內(nèi)需要，電熔鎂砂等已有相當數(shù)量出口，從事電監(jiān)耐出材料生產(chǎn)的工廠有百家以上。

熔鑄耐火材料的種類很多，應用最廣泛的是電熔莫來石磚、電熔鋯奠來石磚，電熔剮玉磚、鋯剛玉磚，以及石英質(zhì)、鎂質(zhì)、尖品石質(zhì)及鎂橄欖石質(zhì)等熔融制品。這些制品中，除石英質(zhì)為玻璃態(tài)外，其它制品的結(jié)晶構(gòu)造都發(fā)育得很好。熔鑄制品與采用燒結(jié)法制品相比，有以下特性：

(1)在大多數(shù)情況下，制品很致密，氣孔少，容重大；

(2)機械強度高（比燒結(jié)法制品大幾倍）；

(3)高溫結(jié)構(gòu)強度大；

(4)尋熱性高，抗渣性好。

鋁硅質(zhì)熔鑄制品主要使用在玻璃熔窯中的熔化池，特別是在上層池壁和加科口附近等沖刷、侵蝕最嚴重的地方，熔窯內(nèi)襯的使用壽命大大提高（比使用粘土制品提高2~2.5倍）。同時還可強化熔窯的操作，提高熔化溫度，相應地提高池窯單位面積的玻璃產(chǎn)量和質(zhì)量。

在冶金工業(yè)中，很少直接用熔鑄制品，而是用熔鑄料塊作原料，采用燒結(jié)法制造熔融制品，如電熔剛玉制品、電熔鎂砂磚、熔融石英質(zhì)制品等。這些制品的使用效果顯著，因此，它們的使用范圍正在不斷擴大。

熔鑄耐火材料的工藝過程大致可分為以下幾個主要工序：

(1)原料的制備和加工；

(2)精確配料和混合加工；

(3)熔融；

(4)熔融物的澆鑄成型；

(5)鑄塊的熱處理；

(6)鑄塊的機械加工。

熔制過程實質(zhì)上是一個還原熔煉過程，目的是得到完整粗大的結(jié)晶體和致密的結(jié)構(gòu)，同時通過還原作用，除掉雜質(zhì)成分氧化鐵、二氧化硅及二氧化鈦等以提高制品的質(zhì)量。