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唐山隔熱磚被侵蝕后,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(dòng)的保護(hù)層,減弱了繼續(xù)侵蝕的作用。玻璃液對(duì)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耐用的隔熱磚耐火材料,并從其表面細(xì)孔吸入內(nèi)部,使整個(gè)耐火材料受到強(qiáng)烈的侵蝕。
耐用的重質(zhì)耐火保溫磚基本有以下幾個(gè)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,唐山隔熱磚重質(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(qiáng)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(diǎn)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。
低導(dǎo)熱多層隔熱磚復(fù)合莫來石磚使用創(chuàng)新的工作層、保溫層、隔熱層多層復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),導(dǎo)熱系數(shù)大大降低。該材料的工作層以莫來石為骨料,加入12%~15%的碳化硅,10%~12%的紅柱石細(xì)粉,具有較高的常溫耐壓強(qiáng)度、較高的荷重軟化溫度、良好抗熱震性;保溫層設(shè)計(jì)采用M60或M70莫來石為主原料,適宜的氧化鋁含量使其具備更高的唐山隔熱磚莫來石相含量,幾乎不含剛玉相,其保溫層具備比工作層更低的導(dǎo)熱系數(shù),且與工作層具有良好的結(jié)合性、較高的強(qiáng)度及耐磨性。隔熱層選用含鋯纖維板,因含鋯纖維板在不同溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)(見表1)都處于較低位置,同時(shí)在高溫下的收縮率也是較低[1]。因此低導(dǎo)熱多層復(fù)合莫來石磚具有高強(qiáng)度、高耐磨、高抗蝕、高荷重軟化溫度以及優(yōu)良的抗熱震性能,完全滿足了大中型水泥回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝的要求,同時(shí)由于其具有低導(dǎo)熱的特性,使得筒體外表溫度降低,減少了噸熟料原煤消耗,同時(shí)延長了筒體使用壽命,從而能為水泥企業(yè)帶來較大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
抗鋼液侵蝕性越高越好,尤其是棒頭材料。這是因?yàn)榘纛^區(qū)域承受高湍流鋼水的持續(xù)沖刷侵蝕,蝕損較快會(huì)導(dǎo)致控流不好或失控終澆?,F(xiàn)多采用唐山隔熱耐火磚或鋯碳復(fù)合料(適用于大多數(shù)碳素鋼)及鎂碳料。耐用的隔熱磚哪家好高溫強(qiáng)度指標(biāo)要求不高,因?yàn)槿舯谙鄬?duì)較厚,有足夠強(qiáng)度,故而幾乎所有廠家均把生產(chǎn)過程中的廢品、廢料、車削料、集塵回收料經(jīng)過破碎、分篩、烘烤(或燒成除碳)回加進(jìn)塞棒本體料,可以引入50%(w)左右。由于塞棒使用中需要垂直固定,且進(jìn)行高頻往復(fù)沖動(dòng),對(duì)強(qiáng)度也有最低要求,一般而論,本體材料燒后常溫抗折強(qiáng)度不得低于4MPa。
輕質(zhì)粘土保溫磚隔熱磚的優(yōu)缺點(diǎn)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,耐用的隔熱磚輕質(zhì)保溫磚可以節(jié)約燃料;同時(shí),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(dòng)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(jī)械強(qiáng)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(yán)重。
玻璃和配合料的揮發(fā)物在池爐的上部空間和蓄熱室中部都存在,對(duì)這些部位的耐火保溫磚進(jìn)行化學(xué)侵蝕。揮發(fā)物的成分主要是隔熱磚堿金屬氧化物的化合物和硼的化合物,還有氟化物、氯化物和硫的化合物。這些揮發(fā)物除以氣相狀態(tài)與耐火材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)外,在溫度低時(shí)還會(huì)凝結(jié)成液相與耐火材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。其中鈉的化合物在1400℃。時(shí)就會(huì)冷凝。這些冷凝液體通過浸潤、擴(kuò)散向唐山隔熱磚耐火材料氣孔內(nèi)滲透。尤其是當(dāng)上部結(jié)構(gòu)砌體有龜裂和未充滿泥漿的砌縫時(shí),會(huì)給耐火材料造成很大的破壞。隨著池爐技術(shù)的進(jìn)步,蓄熱室的高度不斷增加,格子體自重對(duì)于下層格子磚及爐條碹的壓力很大,當(dāng)化學(xué)侵蝕將其損壞后,在損壞部位由于應(yīng)力集中而破壞,結(jié)果會(huì)導(dǎo)致整個(gè)格子體的倒塌。