刚玉莫来石砖在磨砌过程中缺边掉角的原因分析

目前，刚玉莫来石砖是高炉陶瓷杯的主要产品之一，目前该产品在性能方面还存在一些质量缺陷，主要表现是产品在磨砌过程中缺边掉角现象比较严重，影响着产品的砌筑质量。通过该项目的改进，可以保证该产品质量合格率提高2%，能顺利通过顾客的质量验收，并提高质量信誉，进一步增大该产品的市场占有率。

1、分析原因

刚玉莫来石砖在磨砌过程中缺边掉角现象比较严重，分析原因为：

1、硬度。通常认为硬度是衡量材料耐磨性的重要指标。材料越硬其耐磨性也越好，但在冲击磨损很大的情况下，硬度影响并不一定非常大。耐火砖为非均质体，各部分的硬度可能不同。对于包含有刚玉、碳化硅的耐火砖，如果结合强度足够，当硬度小的易磨损材料磨损后，这些高硬度的材料仍能抵抗对耐火砖的磨损。

2、晶体结构与晶体的互溶性。具有某种特定晶体结构的材料有较好的耐磨性，如具有密排六方结构的钴的摩擦系数小，耐磨损。冶金上互溶性差的金属之间的耐磨性也好。

3、强度。耐火砖的使用过程中会碰到大量的冲击磨损，因此，高强度的耐火砖抗磨损的能力强。

4、体积密度。体积密度大，显气孔率低的耐火砖抗磨损能力高。

5、温度。温度对材料的硬度、互溶性及反应性等有影响，因而间接影响耐火砖的耐磨性。通常，随温度的升高，互溶性及反应性提高。耐火砖是在高温下使用的，高温下的耐磨性很重要。

6、气氛。与温度的影响相似，气氛影响材料之间的互溶性与反应性，从而影响其耐磨性。

2、技术关键及项目实施内容

针对以上因素有针对性地对产品配方系统进行改造：在该产品的生产过程中，通过合理的颗粒级配和高品质骨料的选择使用，提高砖坯的密度;优化提高烧成温度,提高产品的理化性能和耐磨强度，确保该产品的后期磨砌加工质量，从而保证该产品预砌体质量的提高。

1)使用优质原料：品质较好的矾土级原料和棕刚玉原料复合作为骨料使用，保证材料的高硬度，增加了耐火材料的韧性，又不会增加较多的成本。

2)在基质细粉中增加棕刚玉细粉的比例，同时增加氧化铝微粉，降低产品烧成后的气孔率，增加产品致密度。

3)改变传统的产品码砌方式，增加窑车码垛的进气孔，使烧成温度更加均匀。

4)提高产品烧成温度，使产品充分烧结，内部材料结合互溶充分。

3、项目实施方案

⑴结合产品的性能要求，选取体密和硬度都较高的原料，最终确定仍然选用棕刚玉和铝矾土的原料结合，棕刚玉在硬度方面作为骨架，为产品提供高强度，铝矾土在硬度方面略逊于棕刚玉，但具有韧性，可以在略低的烧成温度时包裹棕刚玉，搭配使用可以满足产品性能和经济指标。

⑵结合原有的配方结构，以少量的铝矾土结合棕刚玉，再辅以莫来石原料和氧化铝微粉，以高压形成砖坯(提高砖坯的体密)，形成高度聚合的坯体，改变传统的码窑方式，增加手缝宽度，提高窑车温度均化性能，确定合适的烧成温度，使产品内部达到原料互溶，结合紧密，气孔微小的效果。

4、技术总结

第一阶段：对入厂的原料进行优选：通过考察多家的棕刚玉原料和铝矾土原料，经过项目组技术人员研究讨论，最终确定使用登封的棕刚玉和山西铝矾土

第二阶段：进一步优化刚玉莫来石产品配方比例，对码垛方式和烧成温度进行多次实验确定。利用颗粒紧密堆积原则，调整骨料和粉料的配比;同时多种比例调整棕刚玉颗粒与矾土颗粒的配比，最终确定以2:1比例达到堆积紧密的效果，又能起到包裹互溶的作用。在基质细粉中，加入氧化铝微粉2a%，增加铝含量的同时，可以起到减少气孔的作用。采用630吨级的压力机重压成型，提高砖坯的体密(从3.1提高到3.15)，放宽码窑砖坯手缝(宽度增加5mm)和增加窑车火道，提高产品的烧成温度(提高40℃)，让产品得到充分的熔融，内部架构致密。

第三阶段：多批次调配方案试生产，最终获得稳定的生产方案。

5、结论和建议

目前刚玉莫来石砖理化指标

刚玉莫来石砖采用棕刚玉结合铝矾土对产品抗磨损性能有增强效果，但对产品的高温荷重软化温度有一定影响，矾土比例不易增大。

氧化铝微粉加入量控制在2a%足够，过多的氧化铝粉影响烧成温度，也降低砖坯体密。

在基质细粉中，益减少铝矾土原料的加入，可以将加入比例降低为1a%，增强基质的硬度。

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