[科普中国]-熔融耐火材料

熔融耐火材料的发展

1928年，美国柯尔暗特公司开始研制熔辟耐火材料。30年代，以镁砂、铬矿和铝土矿为原料，并引入碳氢化合物脱氧荆的尖晶石“西门子”熔铸耐火材料，在采用废钢法操作的100~150t平炉上使用，同硅砖相比，寿命提高20倍。1937年，埃里温斯克莫来石工厂，根据德希别粱克院士的试验研究结果，生产了具有莫来石组成的高铝浇铸块。1942年，美国研制成功熔铸锆刚玉砖。50年代初，法国西昔公司采用工业氧化铝代替杂质多的原料，开发了氧化法熔铸工艺，形成了AZS锆刚玉电熔耐火材料系列。1952年，小马格里为柯尔哈特公司取得制造熔铸镁铬砖的两个专利，即55%MgO和45%德兰士瓦铬矿熔铸镁铬砖。美国、日本已有Zr0293%—95%的高锆质熔铸砖投入市场，这些制品被应用在高技术玻璃的生产中。电熔MgO的工艺及设备得到改进，日本几家公司推出了MgO含量大干99%的晶体尺寸大的电熔MgO产品。德国拜马(Haymag)公司在加拿大建设了一条年产14000t电熔MgO的生产线。20世纪80年代以来的十年来在工业发达国家，电熔耐火材料的品种增加，产品质量和生产工艺裴备，有了更大的提高。

我国从50年代后期开始生产电融耐火材料。80年代，沈阳耐火材料厂从美国CE公司引进氧化法生产锆刚玉熔铸砖。我国的电熔刚玉、电熔镁砂、电熔镁铬砂、电熔莫来石、电熔锆刚玉、熔融石奠等耐火材料已基本满足国内需要，电熔镁砂等已有相当数量出口，从事电监耐出材料生产的工厂有百家以上。2

熔融耐火材料的制备方法熔融耐火材料分熔铸耐火制品和烧结法电熔制品两类。

熔铸耐火制品是指用熔融法将配合料高温熔化后浇铸成一定形状的制品。配合料的熔融方法有两种，电熔法和铝热法。前者在单相或三相电弧炉或电阻炉中熔化配合料；后者是利用铝热反应放出的热量将配合料熔化。电熔法是目前生产熔铸耐火材料的主要方法。1

熔融耐火材料的工艺过程熔铸耐火材料的工艺过程大致可分为以下几个主要工序：

(1)原料的制备和加工；

(2)精确配料和混合加工；

(3)熔融；

(4)熔融物的浇铸成型；

(5)铸块的热处理；

(6)铸块的机械加工。

熔制过程实质上是一个还原熔炼过程，目的是得到完整粗大的结晶体和致密的结构，同时通过还原作用，除掉杂质成分氧化铁、二氧化硅及二氧化钛等以提高制品的质量。1

熔融耐火材料的种类熔铸耐火材料的种类很多，目前应用最广泛的是电熔莫来石砖、电熔锆奠来石砖，电熔剐玉砖、锆刚玉砖，以及石英质、镁质、尖品石质及镁橄榄石质等熔融制品。这些制品中，除石英质为玻璃态外，其它制品的结晶构造都发育得很好。熔铸制品与采用烧结法制品相比，有以下特性：

(1)在大多数情况下，制品很致密，气孔少，容重大；

(2)机械强度高（比烧结法制品大几倍）；

(3)高温结构强度大；

(4)寻热性高，抗渣性好。

铝硅质熔铸制品主要使用在玻璃熔窑中的熔化池，特别是在上层池壁和加科口附近等冲刷、侵蚀最严重的地方，熔窑内衬的使用寿命大大提高（比使用粘土制品提高2~2.5倍）。同时还可强化熔窑的操作，提高熔化温度，相应地提高池窑单位面积的玻璃产量和质量。

在冶金工业中，很少直接用熔铸制品，而是用熔铸料块作原料，采用烧结法制造熔融制品，如电熔刚玉制品、电熔镁砂砖、熔融石英质制品等。这些制品的使用效果显著，因此，它们的使用范围正在不断扩大。1