中間包干式振動料是不加水或液體結合劑而用振動法成型的不定形耐火材料。在振動作用下，材料可形成致密而均勻的整體，加熱時靠熱固性結合劑或陶瓷燒結劑使其產生強度。干式振動料是由耐火骨料、粉料、燒結劑和外加劑組成的。其特點為：此種材料在振動力作用下易于流動，其中粉料即使在很小的振動力作用下也能填充顆粒堆積間的極小孔 隙，獲得具有較高充填密度的致密體。使用中靠加熱形成一層具有一定強度的使用工作 面，而非工作面仍有部分未燒結呈原致密堆積結構。這種結構有助于減小由于膨脹或收縮 而產生的應力;有助于阻礙裂紋的擴散與延伸;有助于阻止金屬熔體的侵入，且便于拆包 清理。這種材料用振動方法在施工現場施工，施工簡便、施工期短，可直接快速升溫使工作層燒結投入使用。

中間包干式料特點

中間包干式振動料具有絕熱板和涂料的雙重優點，優點如下：

(1) 抗鋼水、熔渣的侵蝕性強，大幅提高工作層的使用壽命，可以長時間澆注，降低了噸鋼耐火材料消耗。

(2) 干式振動料是在使用過程中依靠溫度梯度從工作層至永久層逐步燒結，在工作層熱面形成致密結構，不會出現貫穿裂紋等導致熔渣滲至永久層的現象。由于未燒結層的致密度較低，有利于中間包保溫。

(3) 燒結的過程中出現微量收縮，易于翻包、脫包。

(4) 施工方便，無水施工，可以快速烘烤或無須烘烤而直接使用，增加了中間包的利用率，延長中間包的使用周期，從而可以減少備用包的數量。

(5) 由于干式振動料不含水分，可以減輕中間包內鋼液二次氧化的機會，使鋼液的吸氫下降，減少對鋼液的污染，提高鋼坯的質量。

(6) 與噴涂料和涂抹料相比，使用干式振動料能減小烤包能量消耗，降低勞動強度, 提高勞動生產率。一般來說，涂料需在800~ 1000℃下烘烤2~6h，而干式振動料僅需在200~300℃下烘烤45~90min使結合劑固化即可，施工設備簡單，施工方便。

(7) 干式振動料的使用壽命較長，一般可達20h以上，高者達到60~70h，這極大地提高了煉鋼過程的勞動生產率。

表1為干式工作襯、涂料和絕熱板的性能比較，可以明顯地看出干式振動料在使用上具有明顯的優勢，在烘烤時間、連鑄次數、連鑄時間上都比其他工作襯性能優良。

表1 干式工作襯、涂料、絕熱板性能比較

中間包干式振動料有鎂質和鎂鈣質等品種。由于干式料是非水系，因此結合劑的選擇尤其重要。結合劑的選取要考慮到無水、常溫下不與鎂砂起反應，200~300t加熱后干式料具有一定的強度以便脫模，而在高溫1550 ℃左右，干式料可以燒結成為堅實的整體，確保干式料的高溫使用性能。

常見的中間包用鎂質和鎂鈣質干式料理化指標

中間包干式振動料的結合劑分為兩種：一種是有機結合劑(酚醛樹脂、葡萄糖等)，另一種是無機結合劑(三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉、固體水玻璃、硼酸等)。

中間包干式料的施工

1、施工準備

①首先清理干凈胎模，并在其四周刷上一層用機油或水攪拌均勻的石墨粉，然后讓胎模自然風干。在胎模上按要求位置裝上能正常工作的振動電機，安裝后要仔細檢查是否牢固，防止在使用中各緊固件松動;

②等中間包溫度降低到50℃以下方可施工，永久層必須清理干凈，不能粘附有殘余涂料或粉塵，不得向中間包內灑水;

③準備好需要使用的涂料。

2、施工方法

①首先裝上中間包水口座磚，保證其上平面在同一平面上，然后向包底均勻倒入干式料，在水口座磚周圍搗打嚴實。一層層搗打或者采用平板振動將包底材料搗實，材料施工高度要求略高于水口座磚上表面，這樣有利于胎模與包底材料充分接觸;

②包底施工完畢，將胎模坐入中間包內，坐模時要保證胎模兩側與永久層的間隙厚度相同;

③沿側壁不同位置均勻倒入干式料，一邊倒一邊用振動棒沿胎模四周拖動，使干式料充分排氣，減少胎模振動過程中材料的偏析;

④一層一層施工，直至干式料填充整個間隙，并讓干式料高度高于永久層高度;

⑤開動胎模內的振動電機，振動時間在5～10秒，然后用輔助手動振動電機沿著中間包振動一圈;

⑥加入干式料填充因振動而留下的空隙，并將頂部干式料充分壓實或搗實;

⑦點燃胎模內的燒嘴進行加熱，胎模溫度控制在200～300℃之間，加熱時間1~2小時;

⑧待胎模冷卻后，用行車將胎模拔起，拔模時要防止將工作襯包沿損壞;

⑨使用前，直接用大火烘烤1小時左右，達到1000℃以上時即可使用。

每日一問

?鋼鐵冶金行業用耐火材料

? 轉爐煉鋼常用的合金劑有哪些？

煉鋼過程重要是一個氧化過程，到冶煉終點時，鋼水中原有的錳元素被氧化的所剩無幾，而硅元素更是氧化殆盡，鋼中所規定的各種化學成分必須在出鋼前或出鋼過程中加以調整，這個過程稱為合金化。合金化是通過向鋼水中加入鐵合金來完成的。

部分鐵合金可以兼做脫氧劑和合金劑，如錳鐵、硅鐵、鋁等。

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高鋁蓄熱球的特點：

1、比表面積可達到240m2/m3。

2、蓄熱小球具有*、抗渣性強的特點。

3、陶瓷小球的更換、清洗非常方便，并可重復使用。

   高鋁蓄熱球的用途： 高鋁蓄熱球適用于氣體及非氣體燃料工業爐的蓄熱球燃燒系統選用，特別適用于鋼鐵行業虛熱式加熱爐、蓄熱式鋼包烘烤器、空分行業空氣分離設備蓄熱器、有色金屬行業蓄熱式熔煉爐，也可用在大型鍛造廠蓄熱式臺車爐、蓄熱式電鍋爐、蓄熱式焚化爐等行業做蓄熱載體。

本文主要介紹了當前我國所應用的一些不定型耐火材料在高爐當中的使用方法，并簡單敘述了不定型耐火材料的特點及用途，以此來實現對該種類型材料的全面解析，同時也對我國近幾年來針對不定型耐火材料所做的一些應用研究和未來發展進行簡單敘述，能夠快速實現自我產業的升值，進而才能夠促進我國總體經濟的不斷發展。 

1、高爐常用不定型耐火材料的特點 

與成型的耐火材料相比，由于在制造過程當中取消了對其整體的燃燒程序，這也使得該材料自身形成了不定型的特點。且由于該制作工藝較簡單，且材料具有可塑性，在后續使用的過程中，其自身具有了方便塑形的特性。對此，在進行前期設備的鑄造過程中，則可以應用該方式對其筑爐施工進行內部改造，這樣不僅能夠保證成本的價格可以降低，同時簡單的制作工藝也能夠使其加工速度得以提升。值得注意的是，這種材質的制作方式和使用壽命與耐火磚相近，其耐火性質以及化學穩定程度也能夠達到同類型的耐火磚水平，因此也可以在進行預制的過程當中，將不定型耐火材料直接制作成大規模的塊狀物，然后在使用前對其進行低溫鍛造，這樣就能夠保證其自身在鑄造高爐內部時，能夠通過長期的使用，來降低其自身剝落的可能性，進而就能夠有效延長高爐內壁的使用壽命，并且也能夠降低由于溫度變化而導致的內部損壞現象出現。 

2、不定型耐火材料在高爐中的用途 

(1)進行高爐內部結構制造時，由于其磚縫就是高爐磚切的薄弱環節，這也使得在進行應用時，侵蝕過程主要從該縫隙進行破壞。為了保證高爐整體的使用壽命可得到延長，同時也能降低由于爐襯侵蝕而導致的破壞和損傷，在進行針對于磚縫的填充時，就需要應用耐火泥漿對其改造，這樣才能保證對其爐襯的密封程度能夠得以提升。由于耐火泥漿自身就是一種不定型耐火材料，所以在進行調配的過程當中，為了保證整體的粘合性和耐火程度，則需通過對其爐內襯的磚縫材質進行辨別，并且要對其應用效果的溫度進行調試，再對其縫隙進行匹配，這樣才能保證在填充完畢后，可以使高爐內襯完全形成一個光滑的整體，進而保證降低由于內襯侵蝕而導致其整體耐高溫性能變低。 

(2)在高爐內襯堆砌的過程當中，需要保證內襯可以和爐殼之間存有冷卻壁，而這種冷卻壁則需要通過填料的增加，來使兩層爐襯之間的隔熱物或者是粘合物能夠形成自身的保護膜，并且也可以發揮出內部物質的應用效果。當高爐投入生產一段時間后，由于熱能的侵蝕而導致爐體的腰部、下部會受到較為嚴重的侵蝕，這也使得其自身在進行工作時，會使復合能量增大，致使冷卻設備在高溫高壓下遭到損壞，這時爐殼表面則會出現鼓包或者是破裂的現象。對此，這就需要通過灌漿法將不定型耐火材料壓入延長爐體當中，這樣才能夠有效提高高爐的使用壽命，并且也可以降低由于設備破損而帶來的一系列安全風險問題。 

(3)當高爐內襯出現龜裂現象后，則可以通過內襯噴補來對其表面進行處理。一般情況下，這時需要噴涂一層不定型耐火材料，以此防止由于裂縫問題而導致的裂變現象出現。同時，由于高爐自身是用優質的鋁礬土和石墨為主要原料進行鍛造的，因此加入一定的硅化物則可以保證經過高壓高溫后使其成為一種堅硬的物體，其自身就具有耐高溫、導熱性良好的功能，因此在應用時，也能夠有效提高其自身的使用壽命。 

3、不定型耐火材料在高爐的應用方式 

3.1新型水冷壁技術 

高爐在進行堆砌的過程中，必須保證需要通過注料來形成內部的冷卻保護壁，而這種耐火材料的內襯，同時也能夠起到內部保溫和外部隔熱的作用，這樣才能夠有效降低熱能的損耗。一般情況下，高爐在經過一至兩年的使用期后，會導致其內部冷卻壁出現斷裂的現象，這也使得冷卻壁表面出現了裸露的部分，進而增加了熱能的消耗，同時也會導致安全隱患的發生。因此，也可以說，如果沒有了耐火材料，則會導致爐渣在燃燒冷卻后，直接附著在冷卻壁上，并且由于其自身的膨脹系數差異性較大，就會導致渣皮出現隨時脫落的現象。對此，為有效解決這一問題，則可應用金屬陶瓷內襯來對其進行改造，不僅能實現對其冷卻壁的有效保護，其金屬陶瓷內襯還可通過自身的熱導纖維應用，實現耐火能力的提升，并保證其自身金屬材性的特性可以完好保留，這也使得其自身具有導熱性能較好的特點，并且其塑性變形能力較佳，在應用過程中，即使在高溫環境下，該材質也不會出現斷脆的現象。 

3.2爐內襯噴注技術 

高爐內部一氧化碳會導致耐火材料的碳元素沉積，進而就會導致該材料整體結構遭到破壞，其主要在爐壁上所展現的問題，則是出現內部斷裂或者是材料自身強度的降低，亦或者是材料出現了崩裂的現象，致使材料兩端出現不規則的斷裂口。因此，如果在其內部含有鐵元素存在的情況下，則會對該種反應起到催化作用，進而使得其整體崩壞效率增加。因為，在所有耐火材料當中，必須應用到三氧化二鐵，但它會與一氧化碳進行反應并生成鐵元素，這些鐵元素恰好又充當了碳沉積所反映的催化劑，所以在高爐正常應用的情況下，這種問題是無法避免的，這也使得高爐工作會導致自身使用壽命降低。 

3.3納米二氧化硅結合澆筑技術 

高爐在應用幾年后，其鐵口處都會出現不同程度的磨損，工作效率會有所降低。在傳統對其進行維修時，則會通過泥炮壓入來實現對其整體的改進。但是，這既會導致泥炮的消耗量增加，也無法實現根治這一問題的出現。對此，這就需要應用一些新型技術來實現對其鐵口的改造。在當前階段，納米二氧化硅結合注料澆注是實現針對于鐵口維修的主要應用方式之一，并且由于碳化硅為主要原料，而二氧化硅則作為凝膠劑來進行使用，這不僅可以有效提高其整體的結構強度，還能夠實現快速烘干且不會產生爆炸的現象，同時在修復完成后，還能夠實現自身結構強度的有效增加。 

4、結語 

針對不定型耐火材料在高爐當中的使用，文章已經了進行全面的敘述，希望通過未來的不斷發展和共同努力，能夠實現低碳環保的綠色材料應用，這樣才能夠實現我國的可持續不斷發展。 

       剛玉磚由于具有優異的抗侵蝕性能、耐磨性能和高溫強度、荷重軟化溫度、蠕變等熱力學性能，被廣泛用作石油化工、化肥工業的裂解、轉化爐、冶金行業、渣油氣化爐、煤氣化爐、碳黑反應爐、紙漿廢液氣化爐和其他工業爐的內襯材料。
剛玉磚的常溫耐壓強度、常溫抗折強度以及1400℃下的高溫抗折強度。對常溫耐壓強度，骨料完全采用板狀剛玉的剛玉磚T100高達147MPa，是骨料完全采用電熔白剛玉磚T0的兩倍。同樣, 板狀剛玉磚的常溫和高溫抗折強度也明顯較高。骨料完全采用電熔白剛玉的磚強度低不但與剛玉骨料本身有關，還與磚燒后形成的陶瓷結合有關。
氧化鋁的含量大于90％、以剛玉為主晶相的耐火材料制品。很高的常溫耐壓強度(可達340MPa)。高的荷重軟化開始溫度(大于1700℃)。很好的化學穩定性,對酸性或堿性渣、金屬以及玻璃液等均有較強的抵抗能力。熱震穩定性與其組織結構有關,致密制品的耐侵蝕性能良好,但熱震穩定性較差。

       
    剛玉磚的導熱性可以理解為剛玉磚傳遞熱量的能力，導熱性通常以導熱系數來表示。熱導率表示剛玉磚在單位時間、單位溫度，單位面積所傳遞的熱量。

    剛玉磚的導熱性還與其機構和化學組成相關，具體表現為剛玉磚的晶體結構導熱性影響很大時，晶體的性質對熱導率有明顯的影響。剛玉磚的晶體越復雜，對晶格的熱輻射作用更大，熱導率變小。非同向性晶體，在沿晶體中質點密集的方向，熱導率較大。若晶體形成置換型固溶體時，出現熱散失現象，或者晶體出現空位和錯位，或者晶界熱散射現象，或者材料中雜志較多，這些元嬰都會導致晶體出現散射，導致剛玉磚熱導率下降。

    還有一種情況是，剛玉磚的小孔率高時，由于晶體的結構沒有順序，原子相互碰撞可能性變大，氣體通過更頻繁，使得剛玉磚的導熱性下降，這*是多孔材料熱導率低的基本原因。

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（1）水玻璃結合劑
     水玻璃結合劑的模數、密度和用量，是影響水玻璃耐火澆注料的重要因素。從硬化機理可知，由于硅酸凝膠的黏附、縮合和凝聚等作用，使耐火骨料和粉料膠結起來而獲得強度。因此，在有充足的氟硅酸鈉時，水玻璃溶液的模數提高或密度增大，均能析出較大量的硅酸凝膠，從而提高強度。水玻璃用量增加，成型體氣孔增多，性能降低。
（2）氟硅酸鈉促凝劑
     在水玻璃耐火澆注料中，不加促凝劑時，需加熱方能硬化，并獲得優良的性能，但施工多一道加熱硬化工序。因此，一般均用氟硅酸鈉作促凝劑，常溫自然養護即可硬化，性能也較好。在基本配合比一定時，隨著氟硅酸鈉用量的增加，常溫和燒后耐壓強度提高，700℃高溫耐壓強度也提高，而900℃高溫耐壓強度降低。同時，荷重軟化溫度降低40℃和耐火度降低120℃.這是由于氟硅酸鈉用量多，硅酸凝膠生成多，氟化鈉也多，故有利于某些性能的提高；而900℃左右熔融，氟化鈉多，致使900℃高溫耐壓強度、荷重軟化溫度和耐火度降低。因此，在保證常溫有一定強度的情況下，盡量少加氟硅酸鈉。
（3）耐火骨料和粉料
     水玻璃耐火澆注料的基本組成材料，是耐火骨料和粉料，其品種和用量對其性能有一定的影響。粘土質水玻璃耐火澆注料比葉臘石和白砂石質的好，即強度高、耐酸性好、荷重軟化溫度高120℃和300℃，耐火度高170℃和90℃.膨脹系數后者比前者大13×10-6/K左右。另外，耐火骨料顆粒級配、耐火粉料細度及純度等，也影響其性能。

    以水泥為結合劑的耐火澆注料因為其施工簡單、應用范圍廣泛所以成為現在受客戶親睞的耐火澆注料。 耐火澆注料中水泥是決定耐火澆注料初始強度的主要因素，所以很多客戶*認為耐火澆注料中水泥的比例越大澆注料的強度*越好！現在我可以明確的告訴大家:這樣做是不對的。因為如果耐火澆注里面的水泥含量過高的話，*容易造成在后期的添加完結合劑硬化的時候需要添加一定量的水產生反應，這樣才會使澆注料形成一定的凝結與硬化時的強度，因此我們可以稱這種耐火澆注料為水硬性的。但是還有一點我們要知道水泥是決定耐火澆注料強度的主要所在，如果水泥的量沒有添加對或者是少了都會造成澆注料的強度不理想。但是其耐火度不是很高，因此我們在使用的時候要注意在常溫下進行使用，并且有可能的少用水泥。但是真的需要水泥增加密實性或者是施工時需要用的話，我們可以選擇耐火粉料來摻雜進去。因此我們在澆注料里面使用水泥的時候一定要注意不要過多的進行使用。

    高強耐磨澆注料的配料材質包括主原料、輔助成分和添加劑的種類和比例等。高強耐磨澆注料主原料的類別主要是根據工藝要求和制品的性能指標來確定。要求主原料能夠承受足夠高的使用溫度和良好的抗環境侵蝕性能等。輔助成分和添加劑的引入廠是為了改善高強耐磨澆注料的使用性能，便于制品制備或益于制品組成，結構和性能控制等而引入的。引入的數量和種類是在一定的理論和試驗基礎上確定的。  

    高強耐磨澆注料配料的基本原則是能使坯料具有合理的堆積密度，滿足高強耐磨澆注料性能要求，如要求抗熱震性好的高強耐磨澆注料，應在坯料中適當增加顆粒部分的數量和增大臨界粒度；對于要求抗渣性好的高強耐磨澆注料，應使顆粒堆積滿足緊密堆積，便于*致密燒結體。

         耐火澆注料的稠度即耐火泥漿和耐火澆注料加水或液體結合劑后，在自重和外力作用下流動性能的度量，稠度愈小，也*是流動性愈大。耐火泥漿稠度旳大小應根據所粘結的耐火澆注料的吸水性、耐火澆注料的施工工藝和氣候條件等加以選擇。耐火澆注料常測定標準稠度值的用水量，作為成型耐火澆注料試樣的用水量。

         我公司有雄厚的技術力量和完整的質量體系，采用吸收國內外新型科研成果，以先進的生產工藝，現代化的企業管理，供應產品，提供佳服務，同時還可提供技術咨詢，施工技術指導。

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