加熱爐、退火爐是軋鋼或鍛鋼時用于加熱和均熱鋼坯或鋼錠的熱工設備。燒嘴磚是用于燒嘴部位的耐火制品 ,起組織火焰的作用。原來一直采用礬土水泥結合高鋁質耐火澆注料制成的燒嘴磚 ,使用效果較差 ,壽命一般在 3～6 個月。其主要原因 :一是礬土水泥作結合劑將 CaO 帶入澆注料中 ,在高溫使用時形成低熔物 ,使得澆注料耐火性能顯著降低 ,到使用后期燒嘴磚變形嚴重 ,導致爐內溫度場發(fā)生改變 ,影響鋼坯的加熱質量 ,使得更換燒嘴磚 ;二是礬土水泥作結合劑的澆注料熱震穩(wěn)定性一般 ,耐剝落性差 ,抵抗溫度驟變能力差 ,因此引起燒嘴磚的剝落損毀。根據(jù)燒嘴磚的主要損毀原因 , 生產一種抗剝落高鋁燒嘴磚 ,改善其高溫使用性能及提高其熱震穩(wěn)定性 ,以滿足加熱爐、退火爐對燒嘴磚的需要。
加熱爐、退火爐的正常使用溫度一般1250～1300 ℃,而燒嘴磚卻要承受1400～1500 ℃的高溫,燒嘴磚不僅需要足夠的高溫耐火性能及抗熱震性能 ,而且還應具備優(yōu)良的抗高溫氣流沖刷與煙塵侵蝕的能力。因此 ,選用耐火性能優(yōu)良的特級礬土熟料、三石礦物等為主要原料 , 以ρ-Al2O3 微粉、硅微粉為結合劑 ,同時選擇適宜的能改善澆注料良好施工性能的外加劑開展工作。按骨料∶粉料 = 65～75∶25～35 的比例進行配料試驗 ,首先將配合料在攪拌機內干混2～3分鐘 ,然后加入一定量的加有高效減水劑和外加劑的水溶液 ,濕混5～6分鐘,出料后在振動臺上成型為 40 ×40 ×160mm的條樣。經養(yǎng)護脫模后在烘箱中干燥 ,然后測定其 110 ℃×24h、1000 ℃×3h、1500 ℃×3h的理化性能 ,熱震穩(wěn)定性采用1100 ℃水冷的測定方法，指標如下：
試驗結果與討論ρ-Al2O3 結合劑十分純凈 ,其 Al2O3 含量99 % ,很少有其它雜質，結合高鋁質耐火澆注料經過1200 ℃煅燒后 ,骨料與基質緊密結合,且在基質中已形成大量的針網狀莫來石交錯生長 ,強度顯著提高。相對于大多數(shù)以礬土熟料為骨料 ,用礬土水泥或鋁酸鈣水泥作結合劑的澆注料 , ρ-Al2O3結合劑不帶入低熔物 ,在基質中不構成 Al2O3-SiO2-CaO 系 ,在高溫下不形成鈣黃長石或鈣斜長石這樣的低熔物 ,使高溫性能得到顯著提高 ,它使?jié)沧⒘暇哂兄旅堋⒏邚姟⒛颓治g和耐熱震的特性 ,是高純不定形材料最理想的結合劑。 ρ-Al2O3 能在常溫下自發(fā)水化并形成凝固相使?jié)沧⒘夏獭Ｆ涮匦允怯鏊竽馨l(fā)生水化反應并形成三羥鋁石 (Al (OH) 3) 和勃母石(AlOOH) 這就是說ρ-Al2O3 水化反應產物Al (OH) 3和AlOOH 具有膠結和硬化的作用，在助結合劑的作用下能使耐火澆注料獲得良好的強度。
硅微粉(μfSiO2) 對澆注料性能的影響，為了加快水化反應和提高強度 ,通常采用硅微粉作助結合劑。隨助結合劑硅微粉加入量的增多 ,澆注料加水量顯著降低 ,強度提高。這是由于μfSiO2 與ρ-Al2O3之間在常溫下形成了新的鏈、網狀水化物 ,提高了低溫強度。一方面這種鏈狀的水化物能將其形態(tài)保持到1200 ℃以上 ,使得澆注料的中溫強度不降低 : 另一方面，有資料認為μfSiO2-ρ-Al2O3-H2O 這一結合系統(tǒng)結合的澆注料 ,從700 ℃開始 ,基質中μfSiO2 與ρ-Al2O3之間已進行莫來石化反應，到1000～1200 ℃生成莫來石的反應較完全并已析晶從而獲得了較高的中溫燒后強度。