1954年我國就開始了對于焦?fàn)t用硅磚的研究,經(jīng)過了幾十年的研究直到1970年~1978年期間,焦?fàn)t用硅磚的生產(chǎn)工藝及其制品的品質(zhì)都沒有突破性的進(jìn)展,還是維持在一個(gè)較低的水平,生產(chǎn)出的硅磚合格率很低,且質(zhì)量差。后來寶鋼引進(jìn)日本的鋼鐵(包括煉焦)生產(chǎn)工藝技術(shù)與各項(xiàng)生產(chǎn)設(shè)備,焦?fàn)t硅磚的生產(chǎn)技術(shù)也包括在其中。我國的科研人員對引進(jìn)自日本的焦?fàn)t用硅磚進(jìn)行了詳細(xì)的剖析,且再其基礎(chǔ)上實(shí)行技術(shù)創(chuàng)新,終于在上世紀(jì)末期在河南洛陽耐火廠和山西西小坪硅磚廠大規(guī)模的生產(chǎn)除了較為優(yōu)質(zhì)的焦?fàn)t用硅磚,其中鱗石英含量能達(dá)到近70%且殘余石英含量小于0.9%。而在之前,我國生產(chǎn)的硅磚中鱗石英含量很難突破40%,且其中殘余石英含量高達(dá)3%~4%以上。主要原因是對原料的把控和對工藝的優(yōu)化不到位,對其生產(chǎn)技術(shù)的核心技術(shù)沒有掌握,還存在著不同地域硅石原料差異大,其物理、化學(xué)以及巖石學(xué)特性各有不同等現(xiàn)狀。從此,我國開始了對硅石原料的深入研究,同時(shí)優(yōu)化硅磚的生產(chǎn)工藝,制定出了更加合理高效的生產(chǎn)工藝流程,生產(chǎn)出了硅磚質(zhì)量也得到了長足的進(jìn)步。 復(fù)合配料試制焦?fàn)t用硅磚首先由劉金明提出,符合配料主要包括三種硅石(河北唐山和遼寧石門的結(jié)晶硅石以及山西五臺山的膠結(jié)硅石)以2.5mm為臨界粒度,在氧化亞鐵和氧化鈣作為礦化劑的情況下,在隧道窯中經(jīng)過1380℃燒成50小時(shí),獲得了優(yōu)質(zhì)的焦?fàn)t用硅磚,其中鱗石英含量為75%且殘余石英小于1%。 周萬成、胡延恕等就A1203含量對硅磚性能的影響進(jìn)行了試驗(yàn)研究,結(jié)果表明,A1203對硅磚制品的耐火度、荷重軟化溫度、真密度以及礦相組成均有影響。對于南方省份所產(chǎn)的焦?fàn)t硅磚的硅石原料的分析鮮有報(bào)道。 高振昕等從Si02晶型轉(zhuǎn)變的相圖和用后焦?fàn)t硅磚的顯微結(jié)構(gòu)變化出發(fā),對提高焦?fàn)t硅磚質(zhì)量的主要途徑和方法進(jìn)行了分析研究,提出了自己的觀點(diǎn)。 總結(jié)幾十年來生產(chǎn)硅磚的基本經(jīng)驗(yàn),主要有以下幾個(gè)方面:?
(1)原料是基礎(chǔ)。?
原料應(yīng)品質(zhì)穩(wěn)定,燒成時(shí)不易松散且易于控制,還應(yīng)有相當(dāng)?shù)膬α勘阌谳^長時(shí)期使用。選擇適當(dāng)?shù)脑?,可使制造工藝簡化,操作方便,質(zhì)量穩(wěn)定,成本降低。用不同性質(zhì)的二種或兩種以上的混合硅石制磚逐漸被人們采用,如洛耐、山東二耐、冷水江耐火材料廠等都驗(yàn)證了用混合硅石比用單一硅石優(yōu)越,日本的硅磚也是采用二種以上甚至四種原料配合使用。用混合硅石制硅磚有以下幾個(gè)好處:一是可調(diào)整化學(xué)成分;二是可調(diào)整顆粒組成,經(jīng)濟(jì)的達(dá)到合理級配;三是易于控制磚胚在燒成時(shí)的膨脹和晶型轉(zhuǎn)化(每種硅石加熱時(shí)的膨脹曲線不完全一致,利用這一差別可以拉長產(chǎn)生膨脹的溫度區(qū)段,使膨脹得以分散;四是降低成本。?
(2)粒度級配要合理。?
硅磚的粒度級配需考慮兩個(gè)方面的問題:一是合格率,二是有利于石英的晶型轉(zhuǎn)換,達(dá)到預(yù)期的礦物組成?,F(xiàn)在大多數(shù)硅磚廠采用較小的臨界粒度2~2.5mm,最大不超過3mm,還有相當(dāng)比例的細(xì)粉。中國科學(xué)院金屬研究所的研究報(bào)告稱,用再結(jié)晶、致密、中速轉(zhuǎn)化硅石,其臨界粒度大于3mm時(shí),燒成裂紋嚴(yán)重。 (3)重視礦化劑。?
礦化劑是形成鱗石英相的必要因素,礦化劑的選擇涉及到鱗石英相的形成量,也就決定了硅磚性能的優(yōu)劣。?
(4)混煉應(yīng)具有捏合作用。?
混料的過程中不僅涉及到混勻的問題,泥料同樣也要求具有一定的捏合性,它能夠提高磚坯的密度,從而優(yōu)化硅磚的各項(xiàng)理化指標(biāo)得到更為致密的硅磚。?
(5)制胚機(jī)械化。?
機(jī)械化制胚能夠保證硅磚生胚的質(zhì)量和其性能的穩(wěn)定性。?
(6)磚胚低溫干燥。?
低溫干燥能在一定程度上提高硅磚的合格率,同樣也是不可忽視的一個(gè)關(guān)鍵步驟。?
(7)燒成是關(guān)鍵。?
硅磚的真密度在一定程度上能標(biāo)準(zhǔn)硅磚性能的優(yōu)異與否,而要獲得較低真密度的硅磚必須采用合理的燒成制度,包括燒成溫度,升溫速率和保溫時(shí)間等。 通過對于硅磚的生產(chǎn)工藝研究發(fā)現(xiàn),在硅磚的生產(chǎn)過程中原料是獲得優(yōu)質(zhì)硅磚的必要條件,是硅磚優(yōu)劣的關(guān)鍵點(diǎn),同時(shí)需要合理的工藝和良好的裝備確保其產(chǎn)出硅磚的質(zhì)量,而硅磚的生產(chǎn)工藝中燒成制度則是關(guān)鍵中的關(guān)鍵。?