針對(duì)以上罐式煅燒爐損毀原因和工作條件,對(duì)罐式煅燒爐用硅磚進(jìn)行了專門研究和技術(shù)改進(jìn)，生產(chǎn)出了性能更加優(yōu)良的適合于石油焦煅燒的優(yōu)質(zhì)硅磚。改進(jìn)措施主要有：?

1、選擇優(yōu)質(zhì)硅石原料?

我國有豐富的硅石資源,適合于耐火材料的硅石 主要是石英巖,根據(jù)其組織結(jié)構(gòu)種類可分為結(jié)晶硅石 和膠結(jié)硅石。一般來說，結(jié)晶硅石純度較高，生料致 密度大,石英結(jié)晶顆粒較大,加熱時(shí)轉(zhuǎn)變速度較慢;膠 結(jié)硅石純度相對(duì)較低，加熱時(shí)轉(zhuǎn)化速度較快。因此，可以根據(jù)兩種硅石各自的優(yōu)缺點(diǎn)，采用高純硅石為原材料,選用優(yōu)質(zhì)的河南鐵門結(jié)晶硅石和五臺(tái)山膠結(jié)硅石復(fù)合配料，制定合理的生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)適合于罐式 煅燒爐用的硅磚。?

2、選用特制的復(fù)合礦化劑?

在硅磚生產(chǎn)過程中，常引入一定量的礦化劑，其 作用主要是利用礦化劑和SiO2形成低熔點(diǎn)的高溫液相，促使石英在燒成過程中轉(zhuǎn)化為磷石英和方石英。 目前,廣泛采用的礦化劑是石灰(CaO)和鐵鱗。石灰通常以石灰乳的形式加入，它既能增加成型后磚坯 的強(qiáng)度,也可在燒成低溫階段(600~700℃)與SiO2 反應(yīng)而使磚坯強(qiáng)度有所增加，在1000℃以后生成的假硅灰石可與其他礦化劑生成液相，使石英向鱗石英轉(zhuǎn)化。但是由于石油焦中含有硫的單質(zhì)和化合物，它 們與硅磚中的CaO或硅酸二鈣反應(yīng)引起膨脹產(chǎn)生裂紋，因此，在生產(chǎn)炭素煅燒爐硅磚時(shí)用MnO2取代部分CaO,采用特制的MnO2-FeOx-CaO復(fù)合礦化劑制磚。MnO2除具有鈣質(zhì)礦化劑的優(yōu)點(diǎn)外，還能夠在較低溫度下促進(jìn)鱗石英的形成,并且不與石油焦中的硫反應(yīng)，是一種效果明顯的礦化劑。?

3、引入添加劑?

針對(duì)罐式煅燒石油焦窯爐的用途，為了提高硅磚的熱導(dǎo)率、耐磨性和體積穩(wěn)定性，除了合理選擇硅石原料和加入合適的礦化劑外,還需要引入一定量的添 加物達(dá)到所需效果。?

(1) 加入高導(dǎo)熱原料以提高硅磚的熱導(dǎo)率和強(qiáng)度,例如加入SiC、Si3N4等原料。有研究表明，加入SiC可強(qiáng)化硅磚中鱗石英的形成，降低熱膨脹率和蠕變速率;由于SiC的體積密度和熱導(dǎo)率均較高，隨著SiC含量的增多,硅磚的熱導(dǎo)率及高溫抗折強(qiáng)度亦隨之提高。研究表明：加入1%、3%和5% (w)的SigN4的硅磚試樣，其抗熱震性均優(yōu)于未加Si3N4的對(duì)比試樣，而且加入5%(w) SigN4的硅磚中有較多的鱗石英以及致密的顯微結(jié)構(gòu)，有希望用作為大型罐式煅燒爐的砌筑材料。?

(2) 引入金屬添加劑及氧化物。在硅磚制造中引 入金屬添加劑及氧化物(如Si、CuO等)的研究表明，含有金屬添加劑的硅磚制品具有較致密的組織結(jié)構(gòu)， 其特點(diǎn)是顯氣孔率低,體積密度及耐壓強(qiáng)度較高，最佳條件下燒成之后體積穩(wěn)定。這是由于加入的金屬添加劑數(shù)量增大時(shí)制品中方石英含量減少,鱗石英含 量增多,并且金屬加入引起液相的生成,從而導(dǎo)致材料致密化及熱膨脹率下降。?

(3) 加入納米級(jí)添加劑。為了提高硅磚的密度和強(qiáng)度，向磚中引入納米氧化鐵和納米CaO,研究結(jié)果表明，納米添加劑能夠改善硅磚的物理和機(jī)械性能， 減小硅質(zhì)制品的真密度，降低制品中殘余石英的含量,使硅質(zhì)產(chǎn)品內(nèi)部顆粒本身以及顆粒間在晶型轉(zhuǎn)變過程中伴隨的體積膨脹與收縮的同步性更好,減少了由于體積應(yīng)力造成的裂紋孔隙。?
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