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耐火材料是硅酸鹽學(xué)科的一個分支,硅酸鹽材料一般分為:水泥、玻璃、陶瓷和耐火材料。而耐火材料從使用的角度來分又可分為:冶金工業(yè)用耐火材料、水泥行業(yè)用耐火材料、玻璃行業(yè)用耐火材料和其他耐火材料。其中陶瓷用耐火材料歸為其他耐火材料,建筑衛(wèi)生陶瓷屬于陶瓷的一個分支,因而建筑衛(wèi)生陶瓷用耐火材料理所當(dāng)然的歸為其他用耐火材料一類了。理論上講,耐火材料性價比高的輕質(zhì)硅磚又有定型耐火材料和不定型耐火材料之分,但一般不定型耐火材料多用于水泥、冶金窯爐,而玻璃行業(yè)和陶瓷行業(yè)用量不大,不定型耐火材料尤其是耐火骨料、耐火澆注料和耐火材料的膠凝劑等對部分性價比高的隔熱磚起到不可估量的作用。
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性價比高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、氧化硅及合成唐山輕質(zhì)硅磚莫來石、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。
輕質(zhì)硅磚耐火磚可以分為很多種類,其中輕質(zhì)耐火磚和重質(zhì)耐火磚就是其中的兩大類,其中輕質(zhì)耐火磚是指體積密度小于1.3g/m3的耐火磚,而重質(zhì)耐火磚是指密度大于1.3g/m3耐火磚,通俗的說就是兩者的質(zhì)量不同,一個是質(zhì)量輕,一個是質(zhì)量重.一般輕質(zhì)隔熱耐火磚出產(chǎn)的質(zhì)料有粘土質(zhì)、高鋁質(zhì)高強漂珠磚,低鐵莫來石、唐山輕質(zhì)硅磚高鋁聚輕隔熱耐火磚,硅藻土隔熱耐火磚。輕質(zhì)耐火磚和重質(zhì)耐火磚的用途各不相同,但都有自己專有的特點和用途,二者雙方各有各的有優(yōu)勢,兩者之間無法相互替代,但二者之間可以相互配使用,一般窯爐里面直接接觸火焰用重質(zhì)磚,而外圍不直接接觸的用保溫磚起到保溫作用,在選擇使用耐火磚是可根據(jù)實際情況來決定。
輕質(zhì)粘土保溫磚輕質(zhì)硅磚的優(yōu)缺點有哪些呢,工業(yè)窯爐砌體蓄熱損和爐體表面散熱損,一般約為燃料消耗的24~45%.使用低熱導(dǎo)率、低熱容的輕質(zhì)磚作爐體結(jié)構(gòu)材料,性價比高的輕質(zhì)硅磚輕質(zhì)保溫磚可以節(jié)約燃料;同時,由于窯爐能夠快速升溫和冷卻,可以提高設(shè)備的生產(chǎn)效率;還可以減輕爐體重量,簡化窯爐結(jié)構(gòu),提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低環(huán)境溫度,改善勞動條件。但輕質(zhì)耐火磚的氣孔率大,組織松散,不能用于直接接觸熔渣和液態(tài)金屬的部位;機械強度低,不能用于承重結(jié)構(gòu);耐磨性差,不適合與爐料接觸,磨損嚴重。
唐山莫來石磚在現(xiàn)代陶瓷窯爐中應(yīng)用最為廣泛,主要因為其質(zhì)輕、施工方便等特點,操作起來比較容易。建筑衛(wèi)生陶瓷隧道窯、輥道窯、和其它陶瓷行業(yè)常用的推板窯等一些長形窯爐,由于有預(yù)熱帶、燒成帶、保溫帶、冷卻帶等,根據(jù)不同段的不同溫度合理使用輕質(zhì)耐火材料對窯爐的節(jié)能尤其重要。輕質(zhì)耐火材料近幾年發(fā)展迅速,尤其以輕質(zhì)硅磚價格輕質(zhì)莫來石磚、高鋁莫來石磚、莫來石纖維和高鋁莫來石纖維等發(fā)展較快,為建筑衛(wèi)生陶瓷的窯爐節(jié)能提供了必要的材料保障。陶瓷窯爐用重質(zhì)耐火材料與玻璃工業(yè)類似,主要以酸性磚、中性磚和部分特種磚為主,選磚的依據(jù)主要根據(jù)窯爐的燒成溫度、氣氛和熔融材料的腐蝕性、酸堿性等決定。
浮法玻璃窯玻璃生產(chǎn)工藝流程,唐山焦爐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,并借助輕質(zhì)硅磚價格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。