以蜡石为原料制造的耐火材料应用范围及性能

1、以蜡石为原料制造的耐火材料应用范围及性能一般蜡石含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。以蜡石为原料制造耐火材料，日本已有百年历史，至今仍然大量生产蜡石质耐火材料，日本用于生产耐火材料的蜡石约占全国蜡石总量（包括进口）的50%60%，蜡石砖素有：“日本王牌“之称。美国也有50%以上的蜡石用来生产耐火材料。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，在三明钢铁厂、马鞍山钢铁公司、鞍山钢铁公

2、司的小型、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高近一倍，大型盛刚桶使用效果也明显较粘土砖好。釉砖，下注流钢砖也较粘土砖抗侵蚀。1979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，有的也较黏土砖寿命提高一倍。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

3、以上，比粘土砖寿命显著提高。由于粘土砖高温收藏，砖缝溶损较大，容易产生漏铁事故。 字串7日本对蜡石质耐火材料有多方面的研究。围绕盛钢桶衬砖的使用效果，从蜡石原料到制造工艺进行了多次变革。最早是将蜡石煅烧成熟料。加结合粘土配料，制造在1300左右温度下烧成，制造碱含量较高、气空率较低、烧结比较好的蜡石砖。可这种砖在使用过程中，表面容易起泡，蚀损严重，使用寿命不高。根据蜡石基本性质的研究认识到：蜡石灼烧减量少（4%8%），加热过程中脱水速度缓慢，叶蜡石脱水后结构未被破坏，不发生新的结晶作用，体积稳定，蜡石可以不用煅烧熟料，直接破碎制砖。19611970年日本多采用SiO2=71%75%，R2O=0

4、.5%1.5%的蜡石直接制砖。通过蜡石质衬砖损毁机理的研究得出了碱含量及硅含量与侵蚀率的关系。有人指出Fe2O3+碱含量为2.1%的蜡石砖转变为使用Fe2O3+碱为0.6%的低碱蜡石砖。耐侵蚀性提高1.2倍。在SiO2含量方面，看到前苏联、德国成功的使用高硅质盛钢桶内衬。而且日本蜡石资源已逐渐枯竭，势必向高硅防发展。1970年以后，日本多采用SiO2=75%83%的高硅低碱（<0.6%）蜡石制砖，以及用SiO2=85%92%的高硅蜡石配以30%60%锆英石粉制成高硅锆系盛钢桶投射料。 笔者在实验室条件下，分别采用蜡石生料，850轻烧料，1350煅烧熟料制砖，在制砖工艺条件完全相同的情况下

5、，蜡石生料制品较轻烧制品致密，轻烧制品较熟制品致密，其不同原料制品的显气孔率。 德化陶瓷总站 我国蜡石砖从半工业试验开始基本上是采用蜡石生料制砖，加入10%结合粘土配料，为了减少Fe2O3、K2O、Na2O等杂志成分，有的制品加入5%结合粘土，或者采用全部蜡石配料。针对矿山资源，洛阳耐火材料研究所和福州耐火材料厂对A1203含亮为14%、15%、17%直到31%的蜡石分别进行了制砖试验及在盛钢桶上使用观察，随着Al2O3含量降低，SiO2含量增加，制品的荷重化点增高，使用效果差别不太明显。制砖泥料颗粒配比研究得出：30.5mm颗粒60%70%，0.50.088mm颗粒10%20%，<0.

6、088细粒20%30%的泥料，其制品的体积密度较高，临界颗粒尺度以3mm为好，改变临界颗粒尺度，对制品的体积密度影响不大。蜡石硬度小，采用轮碾机或反击式破碎机组成，就可以配料制转。轮碾机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，使制品的气孔率较低，制砖泥料一般采用湿碾机湿练，每次混1520 min，用260t或300t摩擦压砖机成型，倒焰窑或隧道窑烧成，烧成温度通常为1200C左右。福州耐火材料厂为上海宝山钢铁总厂容量为300t的大型盛钢桶生产蜡石质衬砖，采用高硅低碱蜡石制砖，其制品的Al2O3含量16%20%左右，SiO277%80%，Fe2O3<1%，K2O+Na2O

7、<0.6%，显气孔率12%18%，荷重软化点14801520，耐压强度4070MPa，耐火度16101650。在蜡石砖的生产过程中，为了提高成型效率，往往加入部分蜡石熟料或废蜡石砖，采用全部蜡石配料，不加结合粘土，其配方为：30mm蜡石95%，10mm废蜡石砖5%，用纸浆、糊精、糖蜜或水玻璃等做结合剂。 德-化-陶-瓷-总-站蜡石砖质地纯洁、外观呈白色、制造工艺简单、价格便宜、透气性小、荷重软化点较高，高温使用略有膨胀性，对CO气稳定性强，广泛用于各种炉窑的底部、烟道、火箱、冲天炉、铁水包，化铁炉的内衬、釉砖、流钢砖、玻璃熔窑的拱顶、胸墙、喷火口、拱脚、蓄热宝格子砖，玻璃纤维用语坩埚镶砖

8、，粒铁回转炉，精炼有色金属的氯化炉内衬，盛钢桶内座砖，水口砖、步进式加热炉底等，其他炉窑的温度不太高的部位，受到强碱性之外的其他化学作用的部位。或者受磨损作用的部位。近年来，日本很重视蜡石质盛钢桶底砖的研究，认为高硅低碱蜡石砖荷重软化点高，与渣的接触反映少，取得了好的使用效果，基本确定盛钢桶底砖、连铸用中间盛钢桶底砖使用高硅低碱蜡石砖。上海重型机器厂的真空浇注装置引进日本生产工艺技术，除了中间省钢桶底外，限流期上圈，钢锭冒口圈也使用蜡石砖。 蜡石可以直接作为耐火混凝土骨料，轻烧或煅烧后的蜡石作耐火混凝土骨料更好些。因为蜡石煅烧后，硬度增加、容量减小，具有良好的热震稳定性及较高的强度。冶金建筑研

9、究院试制水玻璃耐火混凝土（不烧砖），烘干耐压强度仅为13MPa，可是在加热过程中耐压强度提高幅度较大，加热至700后的强度约为烘干耐压强度的180%，900约为210%，用蜡石做骨料和粉俩里的水玻璃耐火混凝土耐酸度为92.7%。 字串7 从施工机械化，接生劳动力，节省能源的观点出发，盛钢桶内衬从投资成型开始，以及捣打、喷补修理等，向不定化发展。蜡石可以作为散状的投射料、捣打料和喷补料，林武志研究了各种投射料的加热组织变化及渣渗透的关系，结果表明：1500烧成后的显气孔率和渣舌头的关系为，当硅石气孔率在15%以下，硅质蜡石在17%以下时，没有发现渣的渗透，；蜡石质料，即使气孔率达20%以上，也没

10、有发现渣的渗透，藤村宗平研究了硅石蜡石水玻璃投射料，在硅石中添加蜡石对抗侵蚀性有好处，干燥和烧成之后，强度增大，抗熔渣和钢水侵蚀渗透的效果更好，认为高硅质投射料SI02含量为85%92%最合适，盛钢桶内衬采取自动浇注，蜡石浇注内衬的使用寿命是蜡石砖砌筑内衬的83.3%，日本拉市浇注料的配方如下; 字串6 高硅拉市104mm 20% 字串9 41mm 30% 字串510.074mm 20% 字串8 <0.074mm 30% 字串9陶洗的粘土 <0.074mm 3%(外加) 字串8 膨润土 <0.074mm 1%(外加) 字串6胶态氧化硅 1%(外加) 字串7对盛钢桶及其他炉窑内

11、衬局部损坏区域，可以用蜡石作为喷补料进行喷补维护，日本推出的蜡石喷补料配方如下: 字串6蜡石 >1.0mm 20% 字串410.5mm 15% 字串5 0.50.125mm 15% 字串6 <0.125mm 5% 字串9 硅石 10.5mm 5% 字串7 0.50.125mm 20% <0.125mm 20% 字串8糊精 1%（外加） 德-化-陶-瓷-总-站 磷酸钠 1%（外加） 德化陶瓷总站 选择Al2O3>23%，Fe2O3<0.4%，耐火度>1700C的水铝石质蜡石，高岭石质蜡石质蜡石制造玻璃坩埚。目前我国是将高铝低铁蜡石经石轮干碾机破碎至30目以下再

12、配料，一般玻璃坩埚泥料中，蜡石占30%50%。浙江一家坩埚厂采用青田蜡石与山东焦宝石，苏州土配料，经真空练泥、手工成型、干燥后经900烧成的坩埚，表面灰白色，SiO2<55%,Al2O3>38%,Fe2O3<1.2%,显气孔率<33%，耐压强度>0.8MPa。玻璃坩埚平均使用20多天，炼锌坩埚平均使用170多天。北京玻璃研究所用蜡石53%，高岭土25%，紫木节5%，工业氧化铝14%，长石3%的配方，浇注玻璃坩埚，在1600下烧成，熔化窗口玻璃，还可以代替白金坩埚熔化某些光学玻璃。 字串4为了提高盛钢桶衬的抗侵蚀性，强化基质，在蜡石砖配料中加入氧化铬5%，寿命提高1

13、6.1%，加入10%，寿命提高1.21.3倍。天津耐火器厂用蜡石作骨料，炭化硅作粉料，中性化水玻璃作结合剂制成不烧盛钢桶衬砖，使用寿命是粘土砖的35倍。锆英石砖导热性好，用于盛钢桶衬砖易挂渣，而且成本高。在蜡石砖里添加锆英石，即利用锆英石的抗侵蚀能力，又利用拉市体积膨胀、不挂渣等优点，制品成本也不高。日本、澳大利亚大量生产蜡石锆英石砖，我国也进行过这方面的试验。笔者研究以为：在蜡石砖配料中，锆英石必须加入20%以上，在加入20%以上时，随着加入量增加，制品侵蚀率下降，锆英石60%70%的制品指标最好。滑石直幸推出蜡石锆英石的专利配方如下： 德化陶瓷总站 天然锆英石 <0.3mm 15%3

14、0% 字串6 <0.15mm 20%40% 字串9生蜡石 14mm 30%35% 字串6<1mm <20% 熟蜡石 <1.5mm <10% 硅酸钠粉 3% 或水玻璃 4% 字串6 制品在50MPA压力下成型，自然干燥后在80120C下干燥2430H。水井新久在蜡石配料中加入蓝晶石，使用过程奕不挂渣，抗侵蚀能力是蜡石砖的23倍。加入硅线石，高铝矾土使用效果也很好。 字串6含碱亮较高，烧结性好的绢云母质蜡石，可以用来制造高致密的特殊耐火材料，用于炉窑磨损较大的低温部位。 字串7 蜡石在硅砖性质有比较明显的影响。硅砖配料中引入1%叶蜡石和3%英石叶蜡石时，硅砖中的石英几乎完全转化，石英的鳞石英化过程明显停滞，形成方石英结构，制品有较高的性能指标。如变型