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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耐用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、氧化硅及合成陜西焦?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、細微,各種防氧化劑(硅粉、碳化硅、低熔點玻璃粉、含硼材料、鋁粉、鋯化合物等)、增強劑、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、白炭黑或有機硅改性等)等各公司不一,發(fā)展變化較大。
此外,還要求晶相細小并均勻分布在玻璃相中,形成均勻致密的組織結(jié)構(gòu)。焦?fàn)t隔熱磚表面不平整和裂紋會使侵蝕加劇,液面處的池壁磚和池壁磚砌縫處于易被玻璃液蝕損的地方,水平縫的蝕損比垂直縫嚴(yán)重,故要求砌體表面光滑,砲縫小,并要整塊立砌.煤氣與重油的燃燒產(chǎn)物及個別配合料組分的揮發(fā)物,也會腐蝕火焰空間、小爐、蓄熱室等處的焦?fàn)t隔熱磚耐火材料。高溫下不同筑爐材料之間會相互反應(yīng),以致?lián)p壞。如1600~1650℃黏土磚和硅磚會劇烈反應(yīng),高鋁磚和硅磚會起中等反應(yīng),陜西焦?fàn)t隔熱磚電熔鋯剛玉磚與硅磚會起劇烈反應(yīng),嚴(yán)重共熔。電熔鋯剛玉磚與石英磚、白泡石起中等反應(yīng),而與剛玉磚起接觸反應(yīng)。所以,剛玉磚可用作過渡材料。
浮法玻璃窯玻璃生產(chǎn)工藝流程,陜西焦?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)部滲透擴散,而使耐火材料逐漸被溶解、剝落而減薄、變質(zhì)、進行重結(jié)晶等。上述各種鹽類與化合物的蝕損機理是不同的,芒硝比純堿的蝕損作用強得多。
耐用的耐火保溫磚優(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1500℃,水口需在1s內(nèi)承受開澆熱震溫差400℃??菇Y(jié)晶器保護渣侵蝕性好。渣線部位用鋯碳材料因ZrO2的引入,其耐渣蝕性增強,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,因耐用的焦?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。
長水口一般不予預(yù)熱,且體型較大,抗熱震要求最為苛刻。當(dāng)前主要有兩大技術(shù)來應(yīng)對該問題。一是歐洲的內(nèi)壁氧化方式,以外國公司為例,長水口燒成采用裸燒方式,外部施釉,碗口遮蔽,內(nèi)孔體處于氧化氣氛,形成1~2mm厚的氧化層和1.5mm左右的變質(zhì)層以緩沖熱震,鋼包到1500℃以上的高溫鋼水直接沖擊該透氣絕熱層,延緩了對外部鋁碳本體的直接熱沖擊,抗熱震性得到保證;二是國內(nèi)開發(fā)的絕熱內(nèi)壁方式,使用高鋁聚輕磚或氧化鋯的空心球或陜西漂珠磚等低導(dǎo)熱材料預(yù)成型內(nèi)壁,也起到了很好的抗熱震效果,但制造工藝略為復(fù)雜。另外,一些無碳防堵塞技術(shù),如莫來石、焦?fàn)t隔熱磚廠家尖晶石、鋯酸鈣等內(nèi)襯材料的引入,因為無石墨或極大地降低了碳含量,從而對開澆熱沖擊不敏感,在一定程度上也提高了水口的抗熱震性。
輕型粘土磚又稱輕型粘土保溫磚耐用的焦?fàn)t隔熱磚,其性能十分強大。在工業(yè)窯爐的工作中,輕粘土磚能起到最強的保溫作用嗎?輕質(zhì)粘土磚是一種輕質(zhì)耐火制品,鋁量在30-46%之間,以粘土熟料和輕質(zhì)熟料為主,一般采用易燃物法生產(chǎn),也可以采用化學(xué)法或泡沫法生產(chǎn)。將原料與水混合,制成可塑泥或泥漿,經(jīng)擠壓成型或澆注成型,干燥后在1250-1350℃氧化氣氛中燒制。普通輕質(zhì)粘土磚的體積密度一般在0.75~1.2g/cm3之間,實際使用比例一般在1.0左右。輕質(zhì)粘土磚焦?fàn)t隔熱磚以其優(yōu)良的性能和低廉的價格受到了大多數(shù)工業(yè)爐窯生產(chǎn)廠家的青睞,只要不直接接觸火苗的地方需要保溫,基本上都被輕質(zhì)粘土磚所取代。