[科普中国]-电炉顶高铝砖

电炉顶高铝砖(highalumina refractory bri-ck for electric arc furnace roofs)是指以铝矾土熟料和少量粘土配合制成Al2O3含量65%以上的、用于电炉顶的耐火制品。为冶炼某些特殊钢，最初不论是碱性或酸性电炉，炉顶主要使用硅砖。硅砖具有荷重软化温度高，质量小，在冶炼温度下能支持炉顶不塌陷而长期使用，英国早期在小型电炉上曾用过硅线石砖作炉顶。已具有硅砖没有的某些优点，如热膨胀性均匀，线膨胀系数小，不需要膨胀缝。因价格是硅砖的3~4倍，故未能扩大使用。

简介电炉顶高铝砖(highalumina refractory bri-ck for electric arc furnace roofs)是指以铝矾土熟料和少量粘土配合制成Al2O3含量65%以上的、用于电炉顶的耐火制品。

为冶炼某些特殊钢，最初不论是碱性或酸性电炉，炉顶主要使用硅砖。硅砖具有荷重软化温度高，质量小，在冶炼温度下能支持炉顶不塌陷而长期使用，英国早期在小型电炉上曾用过硅线石砖作炉顶。已具有硅砖没有的某些优点，如热膨胀性均匀，线膨胀系数小，不需要膨胀缝。因价格是硅砖的3~4倍，故未能扩大使用。

随着电炉冶炼技术的进步，吹氧助熔与精炼，冶炼温度不断提高，电炉容积日益扩大，硅砖护盖出现熔滴，流淌至炉壁影响炉墙寿命及炉渣成分。为调整炉渣成分需要用石灰时，石灰飞尘又加重了硅砖的腐蚀。20世纪60年代开始，美国在炼特殊钢电炉炉盖上，对使用的烧成镁铬砖或铬镁砖、特殊镁砖及白云石砖进行了试验，电炉容积大的为100-160t，小的5-8t在小炉上不断出现剥落，采用砖缝中夹带钢片的方法可以克服砌体剥落，但导致漏电和局部过热。在大炉上使用，因过重而变形，须增设机械结构架。尽管碱性砖抗渣性优于高铝砖。试验后未取得理想效果，甚至不比高铝炉顶砖寿命长，且费用高。

前苏联因缺乏铝土矿资源，只有发展碱性砖炉顶。1970年苏联的电炉钢比例仅为9.2%，而电弧炉用碱性砖炉顶达95%。

中国使用高铝电炉顶始于1953年，得天独厚的天然铝土矿资源。简单的制造工艺和低廉的成本，成为普及使用的有利条件，从而取代了硅砖1。

性能电炉顶高铝砖的技术性能根据Al2O3含量。中国分为DL-80、DL-75、DL-65 3个牌号，对砖型及砌筑有规范化设计。其技术性能如下（表1）：

炉顶高铝砖的结晶相为莫来石-刚玉，高牌号的DL-80主要以刚玉相为主，耐火度高，对各种熔渣的抵抗性好。

炉顶高铝砖约热膨胀率随着温度升高而增大，尤其是高牌号砖在1200℃时可达0.8%-0.9%2。

特性炉顶高铝砖由于主晶相的结晶构造，玻璃相的数量与粘度不同，其弹性模量亦不同，在高温下承受应力所产生的应变也就不同。例如铝矾土制的Al2O3含量85%-86%的高铝砖，其弹性模量随着温度而发生变化，升温到达1230℃、冷却至850℃时出现弹性模量的最大值(6.69MPa和8.97MPa) ，且冷却时比加热时的弹性模量值还高。

工艺要点选用高品位、高纯度及烧结良好的铝矾土料，塑性好、K2O、Na2O及Fe2O3等杂质含量少的结合粘土配入量宜少。粘土以泥浆的形式加入，熟料的最大临界粒度采用4-3mm。用高吨位压力机成型，防止人模泥料的颗粒偏析。砖的尺寸严格按图纸制造。避免产生扭曲、裂纹3。

使用砌筑炉顶时必须受力均衡、在径向与圆周留出适当的膨胀缝。使用前先经烘烤。在冶炼操作过程中出现剥落损毁时，采用较低牌号的砖为宜，熔融侵蚀损毁为主时，用较高牌号的砖为宜。并在持续高温冶炼时，加炉盖顶的吹灰2。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学