耐火砖生产技术

耐火砖生产技术的发展是以提高质量、增加品种和降低消耗为中心而进行的。

耐火原料是基础，没有优质原料就不可能生产高纯度的耐火砖。近年来，国内外对耐火砖原料的选矿、提纯、煅烧技术和合成原料工艺等方面做了大量的研究开发工作，使其纯度提高，熟料密度增大，成分结构均匀和性能稳定。

天然菱镁矿和高铝矾土一般经过选矿或化学提纯后再进行煅烧，前面已经介绍过耐火材料烧成窑。例如，苏联用回转窑煅烧原料的比例为67%，竖窑为22.5%。为减少原料的污染，各国普遍采用天然气、煤气或重油作燃料。

海水提镁的工艺技术是制作高纯镁砂的有效手段。目前，海水镁砂产量约占世界镁砂总产景的1/3，其MgO含量一般为少量的接近或达到98%，体积密度约为3.4克/厘米³。日本于1964年创制了合成镁白云石砂，其制作工艺是在海水镁砂中，再次加入（CaO）并进行混合而制成的。该砂的特点是从MgO/ CaO的比率能自由控制，杂质含量很低，体积密度较高。

人工合成高铝耐火砖原料主要有莫来石砂和氧化铝砂等，前者一般采用烧结法制造；后者是以轻烧氧化铝和工业氧化铝为原料，在转窑或竖窑中经过近2000℃的高温煅烧而制成的，也有采用电熔法制作的。其产品可分成板状氧化铝砂、烧结氧化铝砂和电熔氧化铝砂。目前，世界合成莫来石砂和氧化铝砂的生产量，已分别超过20万吨和30万吨。

在国外，熔融耐火原料的发展也是很快的，主要品种有电熔镁砂、电熔剐玉和熔融石英等。

镁-钙系碱性耐火原料的二步煅烧工艺是生产优质碱性原料的重要手段。所谓二步煅烧工艺就是将精矿经过轻烧、再粉碎压球，然后在高温窑中进行煅烧。该工艺具有使原料晶格活化、降低烧结温度、提高熟料密度以及便于人工合成等特点，所以国内外普遍釆用。

高压成型是耐火砖获得高密度的重要手段。国外有多种型号的高压压砖机，最大者为8000吨。西欧各国使用液压压砖机较多，

一般最常用的压力为1500〜2000吨；扛杆压砖机和液压杠杆压砖机的最大压力为1300吨，美国使用得多一些；日本、苏联和我国主要采用摩檫压砖机。据资料介绍，日本较先进的品川耐火材料厂共有159台压砖机，其中有101台摩擦压砖机。苏联最大的摩擦压砖机为1250吨，日本的为630吨，我国的为800吨。

此外，从七十年代开始，有些国家还釆用了等静压成型机 (也称作静水压机)，其成型方法分为湿法和干法两种。前者生产率低，适用于品种多、批量小的制品；后者适用于大批量的耐火砖生产。目前，国外连续铸锭用的浸入式水口砖和长塞头砖一般是用静水压机成型的。

高温烧成是生产优质耐火砖的关键。国外相继出现了使用温度为1700〜2000℃的隧道窑。提高窑温的方法是釆用重油或天然气等高发热值燃料、用双层式窑顶、强化一次空气的预热温度和富氧鼓风等。离温隧道窑目前进向顶烧或顶烧和侧烧兼用的方向发展，其特点是：燃烧在砖垛空间进行，对窑墙损害较少，也降低了散热损失。同时，窑膛的上下温差小，耐火砖煅烧质量好，窑的热效率高。英国于1977尔建成座窑顶和侧墙均安装烧嘴的高温隧道窑，其使用溫度为1750℃。

在七十年代，国外耐火砖厂家的自动化程度也有较大的提高，从配料、混料到成型、干燥和烧成，均用电子计算机装置控制生产。例如，美国通用耐火材料公司某广、法国碱性耐火材料公司某厂和加拿大魁北克耐火材料厂等，其主要生产工序都是采用电子计箅机控制的，有利于产品质量的提高。

随着设备的更新、自动化程度的提高和生产管理的改善，耐火材料工业的劳动生产率也不断提高，日本1979年全国耐火材料工业年均劳动生产率为145吨/人•年，其中耐火砖的为102吨/人•年，不定形耐火材料的为326吨/人•年，比六十年代的劳动生产率提高一倍多。

还应当指出，多品种耐火材料厂的劳动生产率较低，一般为97〜180吨/人•年；单一品种的耐火材料厂劳动生产率较高，如日本黑崎炉材公司某厂只生产粘土砖，劳动生产率为787吨吨/人•年，品川耐火材料公司千田厂生产不定形耐火材料，其劳动生产率为511吨/人•年。

另外，耐火砖的测试技水和科学研究工作也存较大的发展。在测试技术方面，采用热线法导热仪测定制品的高温异热系数；在荷重软化温度装置上，测定而温蠕变达一万小时以上；用回转抗渣炉测定耐火砖的抗渣性；采用高温抗折炉和全自动热膨胀仪，分别测定高温抗折强度和热膨胀率，等等。近年来，随益生产自动化程度的從高，要求耐火砖在生产线上进行测试，因此无损检验技术有了较大的发展。此外，模拟特定的使用条件，如在渣蚀、真空、还原性气氛和不同氧分压等情况下，对耐火砖进行高温性能的測试，具有重大的意义。

国外广泛采用高温X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、电子探针和透射电子显微镜等现代仪器，对耐火砖的生产工艺、使用过程和损毁机理进行深入的研究，其主要课题是：制取精料的工艺原理，新结合剂的探索，耐火砖的烧结机理、塞质材料和组织结构的研究，各种使用条件对炉衬损毁机理的影响等。通过基础理论与损毁机理的研究，以提高产品质量，创制新品种，从而延长窑炉的使用寿命。