波洛维奇耐火材料公司是俄罗斯主要的耐火材料生产企业,年产各类耐火材料50多万吨,其主打产品有高炉热风炉用耐火材料。随着高炉鼓风温度的提高,送风管承受较高的热负荷,其内衬砌筑的楔形砖不仅在高温中发生热膨胀,而且还承受压缩负荷。因此,热风管除了要有较高的冷态强度,还应该有低的压蠕变性能(1 500 ℃ 50 h下不超过0.8%)。为了提高热风管的使用性能,波洛维奇耐火材料公司研制开发了型号为DRL-150的红柱石质制品,这种制品具有较低的蠕变速率:在15~25 h内为0.003%/h,25~50 h内为0.002%/h。1 500 ℃ 50 h条件下的蠕变率为0.6%。DRL-150 制品的蠕变速率低的原因是其中含有少量高黏度的玻璃相,由于氧化铝细粉与富含氧化硅(从红柱石颗粒中置换出来)的玻璃相的生成,可生产二次莫来石的反应,从而形成致密结构,见表1。在冷热交替变化的条件下,热风炉燃烧室内衬砖工作在复杂的热应力状态,因此对其所用的耐火材料提出了较高的抗热震性要求。波洛维奇耐火材料公司开发出了燃烧室用HRK型号的制品。该制品兼具了高机械强度和低气孔率的特点,且具有高抗热震性。显气孔率小于16%、耐压强度大于50 MPa的制品可以经受100多次的水冷热震,见表2。
表1 顶燃式热风炉热风管用DRL-150莫来石-刚玉质制品的理化性能
指标 |
技术条件要求值 |
实测值 |
Al2O3 /% ≥ |
80 |
85.0 |
Fe2O3/% ≤ |
1.2 |
0.51 |
耐火度/℃ ≥ |
1 770 |
>1 790 |
显气孔率/% ≤ |
19 |
15.2 |
体积密度/(g·cm-3) |
2.8 |
2.91 |
耐压强度/MPa |
60 |
87 |
1500 ℃ 50 h荷载0.2 MPa时的蠕变率/% |
0.8 |
0.5~0.6 |
0.2MPa荷重下蠕变开始温度/℃ |
1 600 |
1 630 |
抗热震性(1300℃-水冷)/次 ≥ |
5 |
18 |
表2 顶燃式热风炉燃烧室用HRL莫来石-硅质砖的理化性能
指标 |
技术条件要求值 |
实测值 |
Al2O3 /% ≥ |
52 |
57.5 |
Fe2O3/% ≤ |
2.0 |
1.38 |
耐火度/℃ ≥ |
1 750 |
>1 750 |
0.2MPa荷重下蠕变开始温度/℃ |
1 400 |
1 500 |
体积密度/(g·cm-3) |
2.35 |
2.40 |
显气孔率/% ≤ |
25 |
17.2 |
耐压强度/MPa |
40 |
98 |
抗热震性(1300℃-水冷)/次 ≥ |
100 |
>100 |