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1、2010重庆钢铁年会入选论文 叶腊石制品的再研制和探索单志强 王国华 张 泽(重庆钢铁集团矿业有限公司重庆耐火材料厂)摘 要 由于生产粘土砖用原料的价格不断上涨，并且现用原料资源有限，导致生产成本的不断上升，在此形势下研究利用叶腊石较高的荷重软化温度、高温状态下的微膨胀性能、烧成温度低及广泛的叶腊石资源生产含叶腊石及叶腊石制品。而且叶蜡石价格可以接受，资源较近。故本次试验以引入叶腊石为主要目的进行配料，烧成温度稳定并能满足生产工艺和产品使用的要求。关键词 叶蜡石 成本 粘土砖 Abstract As the production of clay brick with the rising pr
2、ices of raw materials and raw materials resources are limited, leading to rising production costs, in this situation, study, pyrophyllite high refractoriness under load, high temperature under the micro-expansion properties, sintering temperature and extensive resources for low-production with pyrop
3、hyllite and pyrophyllite pyrophyllite products.And the price is acceptable pyrophyllite, resources closer. Therefore,the introduction of this test in order to carry out the primary purpose of pyrophyllite ingredients,firing temperature stable and can meet the production process and product requireme
4、nts.Keywords pyropyllite cost clay brick一、概述 一般蜡石含Al2O315%30%，SiO270%85%，其他杂质成分很少，是良好的半硅质耐火原料。很多国家都试制过蜡石质耐火材料，很早以前美国就将大块蜡石凿成砖块，砌筑烟囱和炉底，俗称耐火石或炉石；日本以蜡石为原料制造耐火材料，已有百年历史，至今仍然大量生产蜡石质耐火材料；苏联于1936年就试制过蜡石质耐火材料，现仍然进行蜡石砖的研究；巴西、澳大利亚、印度等国家利用本国蜡石生产盛钢桶衬砖、袖砖、下注流钢砖；在马鞍山钢铁公司、鞍山钢铁公司、宝钢等小型、中型、大型盛刚桶上试用，中小型盛刚桶的使用寿命较粘土砖提
5、高近一倍，大型盛刚桶使用效果也明显较粘土砖好。叶蜡石是粘土矿物的一种，属结晶结构为21型的层状含水铝硅酸盐矿物。化学结构式为Al2Si4O10(OH)2,理论化学组成为Al2O328.3%, SiO266.7%,H2O5.0%,分子式为Al2O3.4SiO2.H2O。 叶蜡石是低温热液蚀变形成的粘土矿物，属单斜晶系，晶体结构高度无序。 叶蜡石质地细腻，硬度低（1-2），密度2.65-2.90g/cm3,耐火度1690C，绝缘、绝热性好，化学性能稳定，只有在高温下才能被硫酸分解。综合叶腊石的这些性质，首先它硬度小，购买原矿后可以在我厂破碎的蜡石颗粒呈圆形、表面光滑，制砖泥料容易达到紧密堆积，使制
6、品的气孔率较低；其次叶腊石制品的烧成温度较低，可以降低很多的燃气费用，更重要的一点是叶腊石制品在使用时略有膨胀，有利于保持砌体的整体性，能减弱熔渣对砌缝的侵蚀作用。另外，熔渣与砖面接触后，能在砖面上形成12mm厚的黏度很大的釉状物（为SiO2含量较高的硅酸盐熔融物），能阻碍熔渣向砖内渗透，从而提高制品的抗熔渣侵蚀能力，同时，从原料上和烧成费用上（本次试验烧成温度在130010度）降低未来预期生产粘土砖的生产成本以达到提高企业综合效益的目的。二、原料状况随着本地硬质粘土、贵州三级矾土料和本地结合粘土等料的价格不断上涨的趋势，并且现用原料资源有限，导致粘土砖生产成本的不断上升，在此形势下研究利用叶
7、腊石较高的荷重软化温度、高温状态下的微膨胀性能、烧成温度低及广泛的叶腊石资源生产含叶腊石及叶腊石制品。故本次试验以引入叶腊石为主要目的进行配料，而且原料价格可以承受，资源较近（陕西安康），同时烧成温度稳定并能满足生产工艺和产品使用的要求。三、工艺方案1、 这次试验主要减少或者取代了三级料和废砖在实际生产中的配比，用叶腊石填充后适当调整粒度及结合粘土配比，方便成型和烧成。这次试验一共进行了5组配比进行试验对比，试验采取重量配料法，所有配比为质量百分比。实验方法：采用合理的颗粒级配进行配料，将每组称量好的物料加入混碾机中加水搅拌5分钟，待搅拌均匀后，准确称量每块样砖所需原料的重量，用260T成型之
8、后烘烤24h，再随粘土砖装窑送入隧道窑烧成。具体配比情况如下：第一次（5月28日）原料N-2a配料颗粒N-2a配料细粉叶腊石颗粒配比305020第二次 （6月4日） 配比编号叶蜡石颗粒N-2a配料颗粒N-2a配料细粉软质粘土302050-4520296第三次（6月11日）编号 配比叶蜡石三级料细粉后山生料细粉软质粘土细粉18010-102751015-四、数据分析三次试验数据如下制样日期编号半成品尺寸(mm)烧后尺寸(mm)烧后质量(kg)5月28日167231.5115.566229.51133.75266232.5115.564.5227.51133.72366.5231.5115.566
9、2291143.72467231.5115.566.52281133.73566.5115.566.5114-6月4日69-68-68-66.5-6月11日23311665232115.5653.6323211665232115653.6223211665232115653.641166611565-123311666230114653.64223311666231114.5653.64323311666231.511564.53.65411666114.565-注：6月4日所制样烧变形，故只测厚度及理化分析 从外观角度分析，三次试验砖坯成型效果良好，没有发现缺边角情况，坯体密实。经隧道窑烧成
10、后，第一次试验烧成的砖体收缩略微，砖体整齐密实平整，质地纯洁，外观呈白色;第二次试验烧成的砖体变形比较严重，由于别的砖跺倒塌造成，故第三次试验时样品放在坯车中间烧成；第三次烧成的砖坯表面和第一次试验一样效果不错。第1组试样收缩很小，第二组收缩较1组略大。 三次试验的理化性能数据如下制样日期半 检成 品 检 测化 分气孔率（%）体密g/cm3编号体密g/cm3气孔率耐压MPa荷软()重烧(13503h)耐火度 ()Al2O(%)3Fe2O3(%)5月28日21.52.1512.231555-0175048.121.0821.72.1522.201753-0.07-22.2116451380-0.
11、066月4日25.12.0512.0921331345-0.12173044.701.022.42.0922.1218381375-0.27169038.630.916月11日21.02.162.10173313450.08165029.220.752.10174721.02.1712.12165213390.05165026.80.8322.111643 粘土质N-3a耐火砖的理化指标如下表 指标项目耐火度荷软重烧线变化显气孔率/%不大于常温耐压/MPa不小于N-3a172013200.20.52420 和粘土砖的理化指标对比，本次试验中。第一次所制样和第二次第一组样理化指标合格，其余样砖只
12、是耐火度上偏低可能是由于原料的原因，因为本次试验用的是样品叶腊石耐火度只达到16501670，纯度比较低而且颗粒偏细。五、成本和市场分析 按试验配料成本和原生产配方成本比较如下编 号第一次第二次第三次生产用12N-3a价格(元/吨)275265259226217213从叶蜡石砖的理化性能指标看，比现在生产使用的粘土砖要求的指标要高。叶蜡石原料购入价格较低，资源广阔，而且较近就能联系到供货商（陕西安康）。叶蜡石的硬度较低，破碎过程也会节约动力资源。叶蜡石的荷重软化温度和高位微膨胀性能可以使产品使用过程更加致密，而且叶蜡石制品的烧成温度偏低，节约烧成成本。叶蜡石砖的市场也较粘土制品有优势。例如19
13、79年浙江耐火材料厂利用本地蜡石试制盛钢桶衬砖，在杭州钢铁厂、首都钢铁公司、上海重型机器厂的小型、中型盛钢桶上试用，使用寿命较粘砖提高40%以上，有的也较粘土砖寿命提高一倍。由于蜡石砖具有高温膨胀性，使盛钢桶内衬在使用过程中砖缝变小，整体性好、抗侵蚀、而且蚀损均匀、不挂渣。宝钢300T盛钢桶底一直使用蜡石砖，不用清渣，十分平整。包钢转炉炉前使用315T铁水包，蜡石砖作内衬，由于在高温下蜡石砖有轻微膨胀性，使铁水包内衬变得更加致密，使用寿命500次以上，比粘土砖寿命显著提高由此可见叶蜡石制品的研制以后不仅能降低总的生产成本而且潜在市场广阔，叶蜡石制品的研制可以给我们带来更高的经济效益。六、结论经过本次试验探索研究，叶腊石制品有潜质，加入少量的叶腊石对现在生产供需的产品质量完全满足。可以进一步探索研究，争取用最低的成本制成最满意的产品，对以后厂里耐火产品的可持续生产起着重要作用，同时借此以期业内同行及耐材使用厂家共同提高对叶腊石耐火材料的认识和关注。 参考文献：1耐火材料新工艺技术 徐平坤，魏国钊2工业窑炉用耐火材料手册 刘麟瑞，林彬荫3无机非金属材料概论 戴金辉，葛兆明4耐火材料 徐维忠5粉体工程与设备 陶珍东，郑少华6耐火材料期刊
