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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河北漂珠磚等低導(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、莫來石隔熱磚哪家好尖晶石、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。
在蓄熱室使用的格子體還因氧化還原氣氛作用而損毀,其損毀機理主要在于變價離子在氧化和還原狀態(tài)其價態(tài)不同,配位狀態(tài)不同,產(chǎn)生體積變化,導(dǎo)致制品強度降低,開裂。在高溫長時間作用下,河北焦?fàn)t隔熱磚會被燒熔(又稱燒流)或軟化變形而損壞。窯內(nèi)某部位局部過熱或所砌莫來石隔熱磚哪家好耐火材料的耐火度不夠,耐火材料就被燒熔。有時,耐火度合格,但荷重軟化溫度偏低,則長期使用時,耐火材料也會軟化變形,影響了整個砌體的穩(wěn)性和使用壽命。燒損嚴(yán)重程度視溫度和耐火材料的性質(zhì)而定。小爐噴火口碹、小爐腿、舌頭、蓄熱室碹、熔化部窯碹和胸墻等是易被燒損的部位。玻璃池窯耐火材料在生產(chǎn)過程中受到的侵蝕是不可避免的。
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(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,因耐用的莫來石隔熱磚哪家好鋯碳材料如果與內(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。
耐用的重質(zhì)耐火保溫磚基本有以下幾個品種:酸性磚:硅磚(SiO2),耐火粘土磚(SiO2+Al2O3),中性磚:高鋁磚,鉻磚(Cr2O3+Al2O3,MgO,F(xiàn)eO),堿性磚:鎂磚,鉻鎂磚,白云石磚,特種磚:尖晶石磚,鋯英石磚,氧化鋯磚,碳磚,碳化硅磚,其他磚。陶瓷窯爐最早用耐火材料以重質(zhì)磚為主,隨著輕質(zhì)隔熱耐火材料的不斷完善,河北莫來石隔熱磚重質(zhì)磚基本上在建筑衛(wèi)生陶瓷的隧道窯、軌道窯等除非有特殊需求外不再使用。而在耐腐蝕的窯爐如熔塊窯、做色料的梭式窯、回轉(zhuǎn)窯等領(lǐng)域仍然使用重質(zhì)耐火材料。目的是為了不至于掉渣、抗腐蝕強度好。特別是熔塊窯,物料直接和隔熱耐火磚接觸,更應(yīng)該謹(jǐn)慎選擇重質(zhì)耐火材料,尤其是材質(zhì)、密度和導(dǎo)熱系數(shù)等。這類窯爐的特點恰恰和隧道窯、軌道窯相反,一般重質(zhì)耐火材料在內(nèi)層而重質(zhì)耐火材料和保溫材料在中外層。
耐用的隔熱磚的產(chǎn)品性能好,塞棒水口的沉積堵塞比內(nèi)孔部位侵蝕問題更嚴(yán)重、更為普遍,尤其是對于鋁鎮(zhèn)靜鋼的澆注。目前,對于堵塞問題通過改變材質(zhì)和流態(tài)是較理想的技術(shù)路線。高溫強度要求特別重要,比長水口、塞棒要求高。鋼水沖擊不能掉底,鋼水?dāng)[動不能折斷。理論上要求在高溫抗折強度達(dá)到2.5MPa,生產(chǎn)實際中控制燒后常溫抗折強度不得低于6MPa。整體塞棒較好的抗熱震性,但不如浸入式水口及長水口要求苛刻,因為塞棒僅是外部浸入鋼水而非內(nèi)孔,傳熱由外及內(nèi);另外,耐用的莫來石隔熱磚塞棒多隨中間包一起預(yù)熱也降低了其熱震性要求。
裂損主要發(fā)生在烤窯階段??靖G時,在河北隔熱耐火磚內(nèi)部出現(xiàn)一定的溫度差,產(chǎn)生相應(yīng)的機械應(yīng)力。如升溫速度過快,超過了耐火材料允許的極限強度時,將出現(xiàn)裂紋,甚至裂成碎塊。電熔的、高度燒結(jié)的致密耐火材料最易破損。除溫差產(chǎn)生應(yīng)力外,耐火材料晶型變化所造成的膨脹或收縮亦會產(chǎn)生應(yīng)力。升溫過快時,晶型變化快,體積變化過劇,產(chǎn)生應(yīng)力過大,使耐火材料開裂,因而,在烤窯時必須按事先制定的烤窯曲線升溫??靖G后,耐用的莫來石隔熱磚哪家好耐火材料長期處在高溫作用下,在該作業(yè)溫度下的耐火材料機械強度比在室溫下要低得多。如果作用于耐火材料的機械負(fù)荷偏大,則耐火材料會產(chǎn)生非彈性變形(與極黏的液體流動相似),而導(dǎo)致破壞。