質量好的隔熱磚的產品性能好,塞棒水口的沉積堵塞比內孔部位侵蝕問題更嚴重、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和流態(tài)是較理想的技術路線。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,鋼水擺動不能折斷。理論上要求在高溫抗折強度達到2.5MPa,生產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孔,傳熱由外及內;另外,質量好的焦爐漂珠磚塞棒多隨中間包一起預熱也降低了其熱震性要求。
連鑄功能耐火材料的材料體系,由最初簡單的熔融石英質、鋁碳材質,逐步開發(fā)應用了高耐蝕的鋯碳(渣線、棒頭)、鎂碳(棒頭、水口碗口、快換水口端面)、尖晶石碳(棒頭、水口內壁)、高耐磨高碳化硅含量的質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、內壁)及眾多浸入式水口防堵塞襯體材料(莫來石質、尖晶石質、白云石質、鋯酸鈣質等)。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、氧化硅及合成運城焦爐漂珠磚莫來石、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;結合劑雖仍以酚醛樹脂為主,有的輔以瀝青混合結合,酚醛樹脂的引入形態(tài)、稀釋調和劑、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。
氣化法生產運城輕質莫來石磚是指在配料中引入能夠起化學作用而產生氣體的物質,利用化學方法來獲得氣泡,從而產生出氣孔率低、密度小的磚。此方法生產工藝較泡沫法簡單,生產周期較長,成本較高,在實際生產中極少運用。一些特種耐火材料廠根據實際情況,可考慮采用添加物燒盡法生產輕質莫來石磚。添加物燒盡法生產焦爐漂珠磚廠家輕質莫來石磚,有三種成形方法:振動、澆注、手工搗打成型。振動成型生產輕質莫來石,周期短,生產效率高,但質量(尤其是密度)較難控制;澆注成型周期長、生產效率低、成本(模具成本)較高;手工搗打成型生產效率低、成本低、勞動強度大,質量較難控制。
當今國內外生產運城輕質莫來石磚的方法有三種:泡沫法、添加物燒結法和氣化法。用泡沫法制造輕質莫來石磚是將發(fā)泡劑和穩(wěn)定劑及水按一定比例配合,先制成泡沫液,然后將料漿混合經澆注成型、養(yǎng)護、干燥、烘烤和燒成等工序,制成高氣孔率的焦爐漂珠磚廠家輕質莫來石。其雖然能生產出高質量的輕質莫來石轉,但其工序程序多,比較復雜,生產周期長,生產效率低,陳本較高。添加物燒盡法生產輕質莫來石磚是在配料中添加一部分可燃添加物,如木屑、、聚苯乙烯、焦炭等,在燒成時,可燃添加物迅速燃燒,添加物的位置成了氣孔。這種氣孔率高、密度小的磚就成為輕質莫來石磚。該方法生產工藝簡單,生產周期較短,成本較低,生產效率高。
在形成焦爐漂珠磚莫來石晶體后,晶體的發(fā)育對于產品的性能影響也很大。產品的性能隨著晶粒的尺寸增大而提高,但晶粒尺寸達到一定數值后,晶粒尺寸進一步增加反而對于產品性能有所削弱。不過對于快燒的建陶產品而言,發(fā)育過大的晶粒尺寸的影響是微乎其微,因為燒成制度中并沒有足夠的時間讓晶體得到良好的發(fā)育長大。我們所要注意的是,如在釉料中引入高純結晶產品時,需要控制其晶粒尺寸。許多的氧化物或礦化劑對莫來石磚的形成有促進作用,其中MgO和FeO對黏土礦物轉化成運城質量好的焦爐漂珠磚莫來石晶體的過程影響最大,可以有效降低莫來石的合成溫度,MgO和FeO對莫來石化的礦化作用主要是通過液相發(fā)揮效用。
低導熱多層焦爐漂珠磚復合莫來石磚使用創(chuàng)新的工作層、保溫層、隔熱層多層復合結構設計,導熱系數大大降低。該材料的工作層以莫來石為骨料,加入12%~15%的碳化硅,10%~12%的紅柱石細粉,具有較高的常溫耐壓強度、較高的荷重軟化溫度、良好抗熱震性;保溫層設計采用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運城焦爐漂珠磚莫來石相含量,幾乎不含剛玉相,其保溫層具備比工作層更低的導熱系數,且與工作層具有良好的結合性、較高的強度及耐磨性。隔熱層選用含鋯纖維板,因含鋯纖維板在不同溫度下的導熱系數(見表1)都處于較低位置,同時在高溫下的收縮率也是較低[1]。因此低導熱多層復合莫來石磚具有高強度、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窯生產工藝的要求,同時由于其具有低導熱的特性,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)帶來較大的社會經濟效益。