不烧砖

耐火材料

不烧砖又称化学结合砖。是指砖坯无需烧成而能直接砌筑使用的耐火材料。其生产工艺比较简单，是用不同材质的耐火材料，制品中粉粒料的结合主要靠结合剂的化学作用结合而成。常用结合剂有：水玻璃、硫酸盐、金属氯化物、磷酸或磷酸盐、硅酸盐及水泥等。

简介

耐火材料的烧成是为了获得一种致密而有相当强度的砖块，可是砖在使用过程中如用作炉衬，必将受着与烧成时差不多相同的温度的灼烧作用，因此设想制成一种砖坯，加大生坯强度，使在搬运和砌筑炉村砌砖体时不致破损，然后利用使用中的高温作用达到烧结的目的，免除烧成工序，即不烧砖。

不烧砖的生产工艺与烧结砖基本相同，其性能取决于粉粒状料和结合剂的性质和用量。与同样材料的烧结砖相比，高温强度较低，不宜用于承重部位；但耐热震性较高，在冶金、化工、建材等工业部门均可广泛代替烧结砖使用。

不烧砖的种类

不烧砖按胶结剂种类可分为：水玻璃不烧砖、磷酸(盐)不烧砖、硫酸铝不烧砖和水泥不烧砖等，按耐火骨料和粉料品种可分为：粘土质不烧砖、高铝质不烧砖、硅质不烧砖和镁质不烧砖等。

水玻璃不烧砖

水玻璃不烧砖的品种较多，应用得较广泛，特别是在浇钢系统中，得到普遍的使用。水玻璃不烧砖在各主要耐火材料厂均有生产，配合比较多，因使用部位不同，性能要求也不同。水玻璃模数为2.2～3.0，比重为1.38-1.40。不烧砖成型后，送至干燥室内干燥，干燥温度100℃左右，干燥时间为48小时。

水玻璃不烧砖经过沥青浸煮后，性能有较大的提高。浸煮前，先将砖坯预热至200～300℃，再放进温度为200～280℃的沥青(沥青的软化点为70±5℃)中去，浸煮4～8小时，使沥青渗透砖坯深度不小于15毫米。浸后放置在温度为70℃左右的退火室内，经过一个多小时后即成。滑动水日用水玻璃不烧砖，一般均要浸煮沥青后，再磨平方可使用。

另外，为了改善和提高水玻璃粘土质和高铝质不烧砖的抗渣性和热震稳定性等性能，还可用少量的石墨粉，碳化硅粉，刚玉粉和硅石粉等做外加剂。配制后的不烧砖，1200℃的高温耐压强度大于70kg/cm2，抗折强度大于20kg/cm2，可在浸入式水口等部位使用。

2O与空气中的CO2起反应，形成碳酸钠的缘故。因此，水玻璃不烧砖应放置在于燥环境中或轻烧，以避免吸湿反潮，影响制品质量。

磷酸盐不烧砖

磷酸(盐)不烧砖具有耐火度和荷重软化温度高，耐压强度高、热震稳定性和耐磨性能良好等特点，因此近年来发展较快，应用较广。

磷酸(盐)不烧砖的配合比较多，一般耐火粉料细度要求为4900孔/厘米2筛的通过量占85～90%以上；磷酸浓度一般为50%，磷酸铝溶液一般采用P205/Al2O3克分子比为3.2左右；磷酸一硫酸铝混合溶液比重为1.28～1.30，配制方法如下：浓度85%的工业磷酸为30%，硫酸铝为25%，水为45%，调制好存放一天后使用；六偏磷酸钠溶液浓度约为39%。砖料按比例称量，经混练后成型。成型后的不烧砖经过100℃或500℃烘干，然后做性能测定。

适当掺加促凝剂可以提高常温耐压强度，而烘干耐压强度与未加时相似，荷重软化温度略有降低；当硅质不烧砖适当掺加含钙物质后，常温耐压强度和高温性能要比未加者好些；若加入了矿化剂铁鳞，烧后耐压强度有较大的提高。还应指出：高铝质和硅质不烧砖，分别适当地掺加硅石和碳化硅粉以代替部分耐火骨料和粉料，某些性能有一定的提高。

不烧砖的特点及应用

特点

不烧砖是从五十年代发展起来的，在平炉和电炉的炉顶上试用，取得了效果。另外，不烧砖的品种较多，应用范围较广，如浇钢系统的滑动水口、塞头、坐砖等，还有锅炉、焦炉和加热炉等窑炉和热工设备上也有采用不烧砖的，使用效果良好。

一般不烧粘土砖必须具备一定强度，有一定的抗水性，适于存放，且残余收辖必须在一定的范围内，如在某规定温度下不超过0.7-1.0%。

要满足以上条件制成可用的不烧砖，问题在于选择一定的暂时结合剂。通常用1-2%的亚硫酸盐纸浆废液。

它与振动成型耐火混凝土相比，具有外形规整，尺寸公差小，性能指标优良，试模周转次数多等特点。但需设有制砖设备，一般只能在耐火材料厂生产。与烧成耐火砖相比，性能相差不多或优于耐火砖，又可省掉烧成工序，节约燃料和烧制设备，成品率高。

研制与应用

新研制的金属复合镁尖晶石不烧砖，主要应用于钢冶炼的RH精炼炉。RH精炼技术由于其脱气效果好、降温少、适用范围广等特点，已越来越被国内外钢厂所广泛应用，已成为世界钢水精炼用的主要设备。RH精炼炉工况条件十分苛刻，耐火材料衬里需具有高热态强度、在真空下体积稳定性好、耐冲刷、耐剥落性好、抗侵蚀性强等优异性能。长期以来国内外RH精炼炉用主要耐材为须经1700℃以上高温烧成的镁铬制品，耐材中的氧化铬含量从8%到26%不等。六价铬的公害问题引起全球重视。含铬残砖不易处理，国外如德国主要采取水密性包装或加水稀释；国内除少部分回收利用外，大部分作为工业垃圾丢弃。含铬残砖因风吹雨淋氧化富含六价铬而毒性超强，且水溶性很好，在雨水的冲刷下，极易流淌至河中，严重污染水源和土壤。饮用污染的水，易引起皮肤病、中毒性腹泻并致癌。此外，我国铬矿资源缺乏，95%以上的铬矿依赖进口。因此，开发无铬化耐火材料，既可解决环境污染问题，又可以缓解我国铬矿资源的紧缺；避免高温烧成，有利于节能降耗和减少有害排放。

该项目在材质、高性能的获得和制作方法上进行了创新。以高纯大晶粒镁砂和高纯合成尖晶石为主要原料，以酚醛树脂为结合剂，实现了制作上只需较低温度热处理，不需高温烧成；引入高性能微粉，通过高速强力搅拌和高压成型工艺，实现了微粉在材料中的良好分散，使材料中气孔微细化并分布均匀；通过添加多种适宜的金属和金属氧化物，在高温使用过程中原位生成非氧化物，填充穿插在方镁石骨架结构中起到增强增韧作用。成功研制出满足RH精炼装置内衬使用的抗热震性好、抗渣侵蚀性强、抗氧化性强、热态强度高的金属复合不烧镁尖晶石砖，取代了传统高温烧成的镁铬产品。

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