精煉鋼包永久襯用輕重質復合保溫磚的重質部分相當于高鋁磚，輕質部分相當于粘土隔熱磚。實際使用表明，采用輕重質復合保溫磚作為鋼包永久襯，節能效果明顯，可以獲得顯著的社會經濟效益。

　　1試驗室研究

　　復合磚的重質部分，主要起安全襯的作用，防止鋼包工作襯蝕穿時事故的發生。國內鋼廠過去大都采用粘土磚作永久襯。在硅酸鋁質耐火材料中，Al₂O₃含量和制品的顯氣孔率是影響抗渣性的決定因素。制品Al₂O₃含量和顯氣孔率變化對抗渣性的影響如圖1所示。抗渣試驗所用爐渣是堿度為3.4左右的45#鋼還原渣。從圖1可以明顯看出，Al₂O₃增加;抗渣性提高;顯氣孔率降低，抗渣性提高，在Al₂0₃含量和顯氣孔率這兩個因素中，顯氣孔)率對制品抗渣性的影響最為明顯。

　　圖1 1500℃、1600℃時保溫30min的氣孔率，Al₂O₃含量與侵蝕深度的關系

　　鑒于此，選用高鋁質作為重質部分的材質，以補償用粘土磚作安全襯時的不足。采用高鋁質與由65%焦寶石、15%I級礬土和20%粘土制成的坩堝作抗渣試驗。鋼渣為冶煉軸承鋼的氧化期爐渣，試驗溫度1400℃， 保溫3h，試驗后試樣的照片如圖2所示。

　　田2粘土質和高鉭質坩琪靜態抗渣

　　從熔渣對試樣的侵蝕線可以明顯看出， 粘土質坩堝(圖左)渣蝕嚴重部位已接近蝕穿坩堝壁，而高鋁質坩堝(圖右)渣蝕嚴重部位仍有4mm左右(坩堝壁厚度均為6mm)，因此選用高鋁質作為輕重質復合保溫磚的重質部分是可行的。

　　1.1.2輕質部分材質的選擇

　　從經濟和輕重質之間的牢固結合考慮，經試驗，采用化學組成接近粘土質的配料是可行的。輕質部分要求有好的隔熱效果，熱導率應≤0.5W/(m·K)。

　　1.2添加劑試驗

　　采用一級礬土熟料、三級礬土熟料、粘土質多孔熟料、高鋁質多孔熟料、漂珠、生粘土為主要原料，在統一配方的基礎上，開展了添加劑對復合保溫磚性能影響的研究。在燒成后線變化基本相同的情況下，測定了對輕質部分容重的影響。

　　1.2.1體積穩定劑加入量對輕質部分容重的影響

　　圖3為體積穩定劑加入量與容重的關系曲線。從圖3可以看出，隨著體積穩定劑加入量的增加，輕質部分的容重降低，當相對加入量由1%增加到3%時，容重由1.45g/cm³降低到1.26g/cm³。

　　圖3 體積穩定劑加入量對輕質部分容重的影響

　　1.2.2抗壓劑加入量對輕質部分容重的影響

　　圖4為抗壓劑加入量與容重的關系曲線。從圖4可以看出，抗壓劑加入量的變化對輕質部分容重的影響比體積穩定劑明顯，抗壓劑加入量的增加可使輕質部分的容重明顯降低。

　　圖4 抗壓劑加入量對輕質部分容重的影響

　　1.2.3 增孔劑加入量對輕質部分容重的影響

　　圖5為增孔劑加入量與容重的關系曲線。由圖5可以看出，增孔劑相對加入量由3%增加到5%時，容重由1.38g/cm³降到1.16g/cm³。

　　圖5 增孔劑加入量對輕質部分容重的影響

　　1.3不同成型壓力對輕重質復合保溫耐火磚輕質部分容重的影響

　　采用同一種輕質配料，用不同成型壓力壓成試樣，其容重如表1所示。

　　表1 成型壓力對輕質配料容重的影響

　　由表1可以看出，成型壓力從40MPa增加到100MPa，容重增加0.lg/cm³左右。為了增加結合強度，調整添加劑加入量，采用80MPa壓力為宜。

　　1.4 燒成溫度

　　輕重質復合保溫耐火磚的燒成溫度主要由輕質材料所決定。試驗表明，復合保溫耐火磚的燒成溫度隨著所用輕質部分材質的質量波動于1200~1300℃。

　　1.5 輕重質復合保溫磚復合面的結合強度

　　為了了解復合磚復合面的結合強度，在試驗室條件下，選用一組輕、重質配料，將兩種料分別裝入25mmX25mmX125mm的抗折試樣模型中，輕、重質加料比為輕：重=1: 2.2;加入量各占50%，然后以100MPa的壓力成型。燒成后，測得輕質部分容重為1.27 g/cm³。沿結合面作抗折強度試驗，冷態抗折強度為6.58MPa。由此可見復合面的結合是相當牢固的。

　　2 輕重質復合保溫磚的工業試生產

　　輕重質復合保溫耐火磚工業試生產所用原料為礬土熟料-I、礬土熟料-Ⅱ、多孔粘土熟料、多孔礬土熟料、漂珠、結合粘土和添加劑。主要原料的化學組成如表2所示。

　　輕重質復合保溫耐火磚試生產工藝流程如下：

　　表2 主要原料的化學組成，%

　　在復合保溫耐火磚生產中，其復合方式可根據各鋼廠的實際使用要求進行復合。復合方式可分正面復合、側面復合和端面復合三種，如圖6所示。

　　圖6 復合保溫磚的復合方式示意圈

　　輕重質復合保溫耐火磚的理化性能測試是將輕、重質分開測量的。輕質部分的理化性能：Al₂O3≥45.89%，Fe₂O₃≤2.46，體積密度<1.2g/cm³，常溫耐壓強度≥4.08MPa，耐火度≥1670℃，導熱系數(350℃)≤0.438W(m·k);重質部分的理化性能：Al₂O₃≥63.44%，Fe₂O₃≤1.58%，常溫耐壓強度≥35.0 MPa，耐火度≥1790℃。

　　3 輕重質復合保溫耐火磚在鋼包上的使用試驗

　　使用試驗在大冶鋼廠四煉鋼60t精煉包上進行。鋼包外殼為Φ2700~Φ2970mm的圓錐體。工作襯渣線部位用MgO-C磚，鋼液部位用高鋁磚，有時也使用全MgO-C工作襯。復合保溫耐火磚襯砌于工作襯與鋼殼之間，代替原用的粘土質永久襯,其軔筑情況見圖7。

　　圖7 鋼包砌筑示意圖

　　過去，大冶鋼廠為了提高鋼包的隔熱性能，減少鋼水溫降，曾使用過隔熱磚，砌于粘土質永久襯和鋼殼之間。這雖然在減少鋼水溫降上起了較好的作用，但由于隔熱磚與粘土質永久襯磚結合的不好，在換砌工作襯時，粘土質永久襯常常因剝離而脫落。采用輕重質復合保溫耐火磚后，保溫層與永久襯只砌一個磚型，與原砌筑普通粘土磚永久襯時需用T3、T38兩個磚型相比，砌筑方便簡單，而且復合保溫磚帶有斜面，砌筑時相互楔緊，砌筑質量也有所提高。為了考核采用復合保溫耐火磚后的保溫效果，在試用過程中，主要使用表面溫度計對鋼包外殼進行溫度測量，并與未用復合保溫磚的鋼包外殼進行溫度比較，其結果如表3所示。

　　表3 鋼包外殼表面溫度測量對照表

　　從表3可以看出，采用復合保溫財火磚作永久襯后，與粘土磚永久襯相比，鋼包外殼溫度下降80℃以上。若按單位時間內傳熱損失的熱量測算，可降低出鋼溫度12℃左右。顯然，采用輕重質復合保溫耐火磚用作精煉鋼包的安全保溫襯，其隔熱保溫效果是令人滿意的。

　　4結語

　　輕重質復合保溫耐火磚的研制成功，為鋼包保溫開辟了一條新途徑。根據武鋼第二煉鋼廠的試用結果，即使采用機械拆包，只要改進磚型和砌筑方法，也可提高使用壽命。輕重質復合保溫磚的隔熱效果與中輕質澆注料相比，可使鋼包表面溫度降低50℃左右。

　　輕重質復合保溫磚除了用于精煉包作用久襯外，尚可用于其它熱工窯爐作為安全保溫襯砌材料，還可用于建材、電子、化工等工業的熱工設備中作為爐襯砌筑材料，其應用前景非常廣闊。