針對(dui)罐式(shi)煅燒爐損毀(hui)原因和工作條件，對(dui)罐式煅(duan)燒(shao)爐用硅磚進(jin)行了專(zhuan)門研究和技術改進(jin)，生產出了性能(neng)更加優良的(de)適(shi)合(he)于石油(you)焦煅(duan)燒(shao)的(de)優質硅磚。

改進措施主要有:

1 選擇優質硅石原料

我國有豐(feng)富的(de)硅(gui)石(shi)(shi)資源，適(shi)合于耐火材料(liao)的(de)硅(gui)石(shi)(shi)主要是(shi)石(shi)(shi)英(ying)(ying)巖，根據其組織結(jie)構種類可分為結(jie)晶硅(gui)石(shi)(shi)和(he)膠結(jie)硅(gui)石(shi)(shi)。一般來說，結(jie)晶硅(gui)石(shi)(shi)純度較高，生料(liao)致(zhi)密度大，石(shi)(shi)英(ying)(ying)結(jie)晶顆(ke)粒較大，加熱時(shi)轉(zhuan)變速度較慢; 膠(jiao)結硅石純(chun)度相對較低(di)，加熱時(shi)轉化(hua)速(su)度較快。因(yin)此，可以(yi)根據兩種硅石各自的優(you)缺點，采用高純(chun)硅石為原材料，選用優(you)質的河南鐵門(men)結晶(jing)硅石和五臺山膠(jiao)結硅石復合(he)配料，制定合(he)理的生(sheng)產工藝，生(sheng)產適合(he)于(yu)罐式(shi)煅(duan)燒爐用的硅磚。

2 選(xuan)用(yong)特制的復合礦化劑

在硅磚(zhuan)生產過程中，常引(yin)入一定量(liang)的礦化(hua)劑，其作(zuo)用主要是利用礦化(hua)劑和(he) SiO2 形成低(di)熔點的高(gao)溫液相，促(cu)使(shi)石(shi)(shi)英在(zai)燒成過程(cheng)中轉化為磷石(shi)(shi)英和方石(shi)(shi)英。目前，廣泛采(cai)用的礦化劑是石(shi)(shi)灰( CaO) 和鐵(tie)鱗。石灰通常(chang)以石灰乳的(de)形(xing)式(shi)加入，它既能增加成型后磚(zhuan)坯的(de)強度，也可在燒成低溫階段( 600～700 ℃ ) 與(yu) SiO2反應而使磚坯強度有所增加，在1 000 ℃以后(hou)生(sheng)成的假(jia)硅灰石(shi)可與(yu)其他礦化劑生(sheng)成液(ye)相，使石(shi)英向鱗(lin)石(shi)英轉化(hua)。

但是由于石油焦中含有硫的單質和化(hua)合物，它們與硅(gui)磚(zhuan)中(zhong)的 CaO 或硅酸二鈣(gai)反應引起膨脹產生(sheng)裂(lie)紋，因此(ci)，在生(sheng)產炭(tan)素煅(duan)燒爐硅磚時用 MnO2 取代部分 CaO，采用特制的(de) MnO2－FeOx－CaO 復合(he)礦化劑制磚。MnO2 除具(ju)有鈣質礦化(hua)(hua)劑(ji)(ji)的優(you)點(dian)外，還(huan)能夠在較低溫度下(xia)促(cu)進鱗石英的形成，并且不與石油焦中(zhong)的硫反應，是(shi)一種效果明顯的礦化(hua)(hua)劑(ji)(ji)。

3 引入添加劑(ji)

針(zhen)對(dui)罐式煅燒石油焦窯爐的用途，為了提(ti)高硅磚的熱導率、耐磨性和體(ti)積(ji)穩定性，除了合(he)理(li)選擇硅石原料和加入合(he)適的礦化劑(ji)外，還需(xu)要引入一(yi)定量的添(tian)加物達到所需(xu)效果。

( 1) 加(jia)入高導熱(re)原料以提高硅磚的熱(re)導率和強度(du)，例如(ru)加(jia)入 SiC、Si3N4 等(deng)原料。有研究表明，加入SiC 可(ke)強化(hua)硅磚中鱗石英的形成，降低熱膨脹率(lv)和蠕變速率(lv); 由(you)于 SiC 的(de)體積密(mi)度和熱導率均較高，隨著SiC 含量的增多，硅磚的熱導率(lv)及(ji)高溫抗折(zhe)強度亦隨之(zhi)提(ti)高。的研究(jiu)表明: 加入 1% 、3% 和 5% ( w) 的(de) Si3N4 的硅磚(zhuan)試樣，其抗(kang)熱震性均(jun)優于未加(jia)Si3N4 的對比試樣，而且加(jia)入(ru) 5% ( w) Si3N4 的(de)(de)硅磚中(zhong)有較多的(de)(de)鱗石英以及致密(mi)的(de)(de)顯微結構，有希(xi)望用作為大型罐式煅燒爐的(de)(de)砌筑材料。

( 2) 引入金(jin)屬添加劑及氧化物(wu)(wu)。在硅磚制(zhi)造(zao)中引入金(jin)屬添加劑及氧化物(wu)(wu)( 如 Si、CuO 等(deng)) 的(de)(de)(de)研(yan)究表明(ming)，含有(you)金屬添(tian)加(jia)劑的(de)(de)(de)硅磚制品具有(you)較(jiao)致密(mi)的(de)(de)(de)組織結構，其(qi)特點是(shi)顯氣孔率低，體(ti)積密(mi)度及耐壓強度較(jiao)高，最佳條(tiao)件下燒成(cheng)之(zhi)后體(ti)積穩定。這是(shi)由于加(jia)入的(de)(de)(de)金屬添(tian)加(jia)劑數量增大時(shi)制品中方石(shi)英含量減(jian)少，鱗石(shi)英含量增多，并且金屬加(jia)入引起(qi)液相(xiang)的(de)(de)(de)生(sheng)成(cheng)，從而(er)導致材料致密化及熱膨脹率下降(jiang)。

( 3) 加(jia)入(ru)納米級(ji)添加(jia)劑。為了提高硅磚的(de)密(mi)度(du)和強度，向磚中引入納米氧化(hua)鐵和納米 CaO，研究結果表明(ming)，納(na)米(mi)添加劑能(neng)夠改善硅(gui)(gui)磚的(de)(de)(de)物理和機械(xie)性(xing)能(neng)，減(jian)(jian)小硅(gui)(gui)質(zhi)制(zhi)品(pin)(pin)的(de)(de)(de)真密度(du)，降低制(zhi)品(pin)(pin)中(zhong)殘余石(shi)英的(de)(de)(de)含量，使硅(gui)(gui)質(zhi)產品(pin)(pin)內(nei)部顆粒本身以及(ji)顆粒間在晶(jing)型轉變(bian)過程中(zhong)伴隨(sui)的(de)(de)(de)體(ti)(ti)積(ji)膨脹與收(shou)縮的(de)(de)(de)同(tong)步性(xing)更好，減(jian)(jian)少(shao)了由于體(ti)(ti)積(ji)應力造成的(de)(de)(de)裂紋孔隙。