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連鑄功能耐火材料的材料體系,由最初簡單的熔融石英質(zhì)、鋁碳材質(zhì),逐步開發(fā)應(yīng)用了高耐蝕的鋯碳(渣線、棒頭)、鎂碳(棒頭、水口碗口、快換水口端面)、尖晶石碳(棒頭、水口內(nèi)壁)、高耐磨高碳化硅含量的質(zhì)量好的莫來石磚或鋯英石碳(快換水口端面)、透氣材料(長水口碗口、內(nèi)壁)及眾多浸入式水口防堵塞襯體材料(莫來石質(zhì)、尖晶石質(zhì)、白云石質(zhì)、鋯酸鈣質(zhì)等)。所用原材料更是品種廣泛,主原料使用各種氧化鋁、氧化鋯、氧化鎂、氧化硅及合成龍口焦?fàn)t隔熱磚莫來石、尖晶石、碳化硅、賽隆、阿隆等,碳源有鱗片石墨、無定形碳、瀝青、石墨微粉等;輔料發(fā)展更為全面、細(xì)微,各種防氧化劑(硅粉、碳化硅、低熔點(diǎn)玻璃粉、含硼材料、鋁粉、鋯化合物等)、增強(qiáng)劑、成型助劑、防潮劑等;結(jié)合劑雖仍以酚醛樹脂為主,有的輔以瀝青混合結(jié)合,酚醛樹脂的引入形態(tài)、稀釋調(diào)和劑、各種改性體(硼改性、鎳改性、碳化硅改性、白炭黑或有機(jī)硅改性等)等各公司不一,發(fā)展變化較大。
浮法玻璃窯玻璃生產(chǎn)工藝流程,龍口焦?fàn)t隔熱磚在玻璃窯爐中使用時,由于高溫、火焰、料粉、氣氛、氣流和液流等作用,會遭到嚴(yán)重的破壞,大大影響了窯爐的使用壽命。從烤窯起,耐火材料在窯爐中的使用即開始,操作不當(dāng),同樣會使耐火材料受到很大的,甚至是很嚴(yán)重的損壞,需特別注意。下面介紹幾種損壞情況。窯內(nèi)料粉、玻璃液和火焰氣體在高溫下都會侵蝕耐火材料。配合料中的純堿、芒硝、硼酸鹽、氟化物、氧化物在高溫下與耐火材料表面作用,生成低共熔物或疏松狀物,并借助焦?fàn)t隔熱磚廠家耐火材料本身的空隙或界面的交代反應(yīng)繼續(xù)向磚體內(nèi)部滲透擴(kuò)散,而使耐火材料逐漸被溶解、剝落而減薄、變質(zhì)、進(jìn)行重結(jié)晶等。上述各種鹽類與化合物的蝕損機(jī)理是不同的,芒硝比純堿的蝕損作用強(qiáng)得多。
龍口隔熱磚被侵蝕后,與它接觸的熔融物中增添了SO?和Al?O?的成分。熔融物將擴(kuò)散到玻璃液的其余部分中去。在擴(kuò)散過程中,熔融物的成分發(fā)生變化,SO?和堿液增加了,而在界面上發(fā)生了β-Al?O?結(jié)晶的聚集作用,所以,在耐火材料與玻璃液的接觸面上,首先是莫來石層,接著是β-Al?O?層,然后是未受侵蝕的耐火材料。耐火材料溶解后,使玻璃液黏度增大,促使在耐火材料表面形成較難移動的保護(hù)層,減弱了繼續(xù)侵蝕的作用。玻璃液對耐火材料的侵蝕作用,取決于其黏度和表面張力等物理性質(zhì)。黏度低和表面張力小的玻璃液最容易浸潤質(zhì)量好的焦?fàn)t隔熱磚耐火材料,并從其表面細(xì)孔吸入內(nèi)部,使整個耐火材料受到強(qiáng)烈的侵蝕。
質(zhì)量好的耐火保溫磚優(yōu)良的抗熱震性。水口使用前一般預(yù)熱到1100℃,而連鑄開澆鋼水溫度高達(dá)1500℃,水口需在1s內(nèi)承受開澆熱震溫差400℃??菇Y(jié)晶器保護(hù)渣侵蝕性好。渣線部位用鋯碳材料因ZrO2的引入,其耐渣蝕性增強(qiáng),但鋯碳材料因其較低的碳含量及ZrO2的相變又存在熱震炸裂風(fēng)險,因此要求預(yù)熱后不能降溫太快。同時,因質(zhì)量好的焦?fàn)t隔熱磚廠家鋯碳材料如果與內(nèi)孔鋼水直接接觸,因其石墨含量及結(jié)合強(qiáng)度較低,在高速鋼流的沖刷下會被快速熔損,所以必須與本體鋁碳材料或內(nèi)襯材料配合使用??逛撘呵治g性好,尤其是內(nèi)孔部分,既要抗鋼水沖刷,又要耐化學(xué)侵蝕。浸在結(jié)晶器中的本體部分很少被侵蝕,這也是選擇鋁碳質(zhì)浸入式水口的主要原因。
通過龍口輕質(zhì)保溫磚在回轉(zhuǎn)窯的實(shí)際應(yīng)用,起到了較好的保溫效果,在窯筒體外表風(fēng)速為2.5m/s;室外平均溫度為25℃的情況下,使用質(zhì)量好的焦?fàn)t隔熱磚輕質(zhì)耐磨磚的筒體溫度為247℃,使用硅莫磚的筒體表面溫度為289℃。新型襯體結(jié)構(gòu),用新型襯體結(jié)構(gòu),通過對耐火材料安裝進(jìn)行改造,可以提高耐火材料的使用壽命,從而達(dá)到節(jié)能的效果。篦冷機(jī)通過襯體改造后的節(jié)能情況大大改善,篦冷機(jī)頂部施工難度大,尤其一段頂部環(huán)境溫度可達(dá)1100℃,熱氣流對耐火材料沖刷嚴(yán)重,因此經(jīng)常出現(xiàn)剝落、燒塌現(xiàn)象,耐火材料使用壽命短。采用陶瓷錨固件整體澆注作的方法可以大幅度提高襯體的使用壽命,而且還可以降低耐火襯體的導(dǎo)熱系數(shù)。
由于質(zhì)量好的隔熱耐火磚具有如下特點(diǎn):使用溫度高,可以在1300℃長時間使用,非金屬材料具有很強(qiáng)的耐酸堿侵蝕性能,不會出現(xiàn)金屬錨固件在高溫下的氧化、開焊而引起耐火材料剝落的現(xiàn)象;與耐火材料有相近的導(dǎo)熱系數(shù),減少由于質(zhì)量好的焦?fàn)t隔熱磚漂珠磚的體積變化差異產(chǎn)生的應(yīng)力;由于陶瓷錨固件代替金屬錨固件減少了熱橋效應(yīng),使整體導(dǎo)熱性能降低,因此節(jié)能效果也明顯增強(qiáng)。篦冷機(jī)矮墻要長期承受300-1450℃的高溫熟料顆粒的沖刷,同時跟冷熱空氣交替接觸,使矮墻損壞較快。目前采用矮墻整體預(yù)制的方法進(jìn)行制作,這種方法有可以快速安裝、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀制作、免受水泥廠施工環(huán)境影響,而且制作過程給予充分的養(yǎng)護(hù)和烘烤可以達(dá)到最佳的耐火材料性能。因此可以大大提高砌墻的使用壽命。更重要的是矮墻砌塊采用了輕質(zhì)和重質(zhì)材料復(fù)合,因此降低了耐火襯體的導(dǎo)熱系數(shù),達(dá)到了良好的節(jié)能效果。