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添加时间：2022-08-10 浏览次数：次

致密高铬砖制品主要成分为Cr2O3，其质量分数一般在90%以上。由于纯氧化铬材料很难烧结，因此必须引入烧结助剂 TiO2，或根据需要添加少量 ZrO2。主成分Cr2O3 赋予致密高铬砖制品优良的抗侵蚀性能，可广泛用于与玻璃液接触的高侵蚀区，其主要原因可能有以下几点: （1）Cr2O3 在玻璃液中溶解度极低；（2）高含量 Cr2O3 烧结体与玻璃液接触角大，润湿性差；（3）Cr2O3 溶解到渣中，增加了渣液黏度，而高黏度渣则成为耐火材料保护层，能有效降低侵蚀速率。

1：致密高铬砖制品的生产工艺流程和特点

致密高铬砖制品的生产工艺与普通耐火制品的完全不同，它是采用将原料磨细、造粒、等静压成型，在中性或还原气氛中烧成的大型陶瓷生产工艺生产的，应属陶瓷系列耐火材料。在国外，致密高铬砖制品有细粉型等静压成型和颗粒型等静压成型两种。这两种砖均使用在无碱玻纤池窑内的与玻璃接触区域。细粉型成型制品具有较优的抗侵蚀性能，但其抗热震性较差; 颗粒型成型制品的抗热震性虽然有一定改善，但其抗侵蚀性较细粉型的稍差。

2：致密高铬砖制品的生产原料

生产致密高铬砖所用主要原料为工业Cr2O3 (俗称“铬绿”)，要求其w( Cr2O3 ) ≥99%，粒度应是微粉或超微粉级，粒度越细，越有利于烧结，但坯体成型后的密度低，烧成过程收缩大，易产生裂纹。为制取较高密度的造粒料，从而利于成型坯体的高密度，最好采用密度大 Cr2O3料，以不影响制品烧结致密化为限度。

2.1添加剂

Cr2O3是一种难以烧结的氧化物，在氧化气氛或高氧分压气氛下煅烧时，至少需1900 ℃以上的高温。其原因主要是 Cr2O3 在高氧分压下易氧化变价，变价后的铬氧化物，其蒸气压较高，易挥发，从而导致Cr2O3 的烧结过程由体扩散转变成蒸发—凝聚的传质过程，此种传质通常引起Cr2O3 的晶粒异常长大，不能有效排除气孔而实现Cr2O3致密化烧结，难以制得致密高铬砖制品。为此，在生产致密高铬砖时，需要同时采取引入烧结助剂和营造低氧分压的烧成环境两种重要技术措施。针对Cr2O3材料的烧结助剂研究，已取得了很好的效果这些添加剂主要有 MgO、Al2O3、La2O3、CaO、TiO2 和稀土类氧化物等。但工业化规模生产表明，以添加 TiO2 的效果最为显著，且成本较低。实际生产中采用的氧化钛原料，有 w( TiO2 ) = 99% 的钛白粉，也有 w ( TiO2 ) = 98%的钛渣。

2.2成型

致密高铬砖坯体的成型是在冷等静压机中进行的。对等静压成型所用模具的设计主要考虑两个因素: 模具包套的尺寸、形状以及包套材料的选择。当包套形状确定后，应根据压制原料的特性来确定包套尺寸，即包套的放尺率。采用塑性材料作包套时，可以认为各向尺寸的相对压缩比是相等的。目前使用的包套材料主要是天然橡胶。将 Cr2O3 造粒料分批装入包套模具中，将其填满，并在振动台上振动，使粉料分布均匀并排除料中的部分气体。然后用紧锢件将包套扎紧、扎严，再将装有造粒料的包套吊入冷等静压机的工作罐内，按规定的成型制度进行压制。压制完毕脱模，自然放置或烘干。

2.3装窑

经等静压成型后的砖坯，自然放置若干天后，进入温度可调的烘房内进行干燥，充分干燥后方可进行装窑若坯体采用燃料窑烧成，则装窑应采用包装密封方。窑炕垫砂用小颗粒料铺平，铺砂要厚些，以减小坯体与垫砂之间的摩擦力，利于提高成品率。为均衡上下部温度，装窑时最好设计成窑炕留有火道，以提高坯体底部温度，达到上下收缩均匀的目的，防止因坯体上下温度不均匀而导致坯体开裂。

2.4 烧成

烧成气氛对生产致密高铬砖制品至关重要。一般应在还原或中性气氛中烧成，其主要目的是控制气氛中的氧分压但不宜采用强还原气氛，因为强还原气氛有可能引起制品主成分 Cr2O3 被 CO 或 C 还原成碳化铬，从而影响制品性能和成品率。窑内氧分压( pO2 ) 应控制在10 ～ 10－9 Pa之间。氧分压不宜过低，因为氧分压低于10－12 MPa 时，Cr3 +将被还原成 Cr2 +或金属铬，甚至形成碳化铬;但氧分压也不可过高，否则 Cr3 + 将被氧化成 Cr4 +、Cr5 + 或 Cr6 +，其对应氧化物易挥发，蒸气压高，使 Cr2O3 的烧结机制由体积扩散转变成蒸发－凝聚传质，宏观表现为坯体基本不收缩，制品很难烧结显气孔率高( ≥25% ) ，微观上表现为 Cr2O3 晶粒过于长大，晶间气孔很大，同时也将严重降低制品的高温强度和抗侵蚀性能。

致密高铬砖制品主要是为玄武岩纤维池窑内衬的耐火材料，具有独特的抗熔液侵蚀性能，使纤维池窑的寿命从最初的几个月延长到2年以上。因此，随着对窑炉更长寿命的要求以及对熔窑高侵蚀部位较小维护量、热修量的要求，也必将扩大致密 Cr2O3 制品在钠钙硅玻璃熔窑上的应用。

关键词：玄武岩纤维 池窑 高铬砖 致密Cr2O3砖

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