通過太原輕質保溫磚在回轉窯的實際應用,起到了較好的保溫效果,在窯筒體外表風速為2.5m/s;室外平均溫度為25℃的情況下,使用性價比高的輕質高鋁磚輕質耐磨磚的筒體溫度為247℃,使用硅莫磚的筒體表面溫度為289℃。新型襯體結構,用新型襯體結構,通過對耐火材料安裝進行改造,可以提高耐火材料的使用壽命,從而達到節(jié)能的效果。篦冷機通過襯體改造后的節(jié)能情況大大改善,篦冷機頂部施工難度大,尤其一段頂部環(huán)境溫度可達1100℃,熱氣流對耐火材料沖刷嚴重,因此經常出現(xiàn)剝落、燒塌現(xiàn)象,耐火材料使用壽命短。采用陶瓷錨固件整體澆注作的方法可以大幅度提高襯體的使用壽命,而且還可以降低耐火襯體的導熱系數(shù)。
連鑄功能耐火材料以含碳為其特色,這是由太原輕質高鋁磚耐火材料的應用要求決定的。鱗片石墨的主要功能可概括為兩條:增強抗熱震性,因其較高的熱導率和較低的膨脹系數(shù),提高了熱擴散能力,緩解熱應力集聚;另外是其不與耐火氧化物產生陶瓷結合,大量的性價比高的莫來石磚對緊密的氧化物陶瓷基質及結合網絡起到了阻斷隔離作用,就像氣孔一樣,使熱應力掉進了“黑洞”,因而能夠阻止裂紋擴展,其比氣孔絕熱更可貴的一點是,不對熔渣潤濕,不會吸收液渣“填坑”。要說明的是,不同于常見的金屬及其氧化物等,石墨的熱導率隨溫度的升高反而降低,在極高溫度下趨于不導熱狀態(tài),這對石墨作為連鑄功能耐火材料的應用也大有裨益,在持續(xù)高溫應用條件下可以使材料保持基本恒定的溫度梯度。增強抗侵蝕性,因其對渣、熔劑及鋼水的不潤濕性,不僅自身不容易被侵蝕,還進而能夠保護包裹纏繞的基質顆粒。另外,就是石墨特異的耐高溫性能,與一般耐高溫材料不同,石墨的強度是隨溫度的升高而增高,這也賦予基質顆粒乃至基體材料較高的抗侵蝕性。
輕型粘土磚又稱輕型粘土保溫磚性價比高的輕質高鋁磚,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?輕質粘土磚是一種輕質耐火制品,鋁量在30-46%之間,以粘土熟料和輕質熟料為主,一般采用易燃物法生產,也可以采用化學法或泡沫法生產。將原料與水混合,制成可塑泥或泥漿,經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。輕質粘土磚輕質高鋁磚以其優(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,基本上都被輕質粘土磚所取代。
輕質粘土保溫磚輕質高鋁磚的優(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%.使用低熱導率、低熱容的輕質磚作爐體結構材料,性價比高的輕質高鋁磚輕質保溫磚可以節(jié)約燃料;同時,由于窯爐能夠快速升溫和冷卻,可以提高設備的生產效率;還可以減輕爐體重量,簡化窯爐結構,提高產品質量,降低環(huán)境溫度,改善勞動條件。但輕質耐火磚的氣孔率大,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,不能用于承重結構;耐磨性差,不適合與爐料接觸,磨損嚴重。
輕質耐火材料最早以輕質高鋁磚廠家輕質粘土磚為主,由于耐溫性能有限,只能用到溫度比較低的窯爐內使用,上世紀九十年代后期莫來石磚、氧化鋁熔融噴吹技術逐漸成熟從而開發(fā)了空心球磚,近幾年來耐火材料發(fā)泡工藝的成熟又開發(fā)了發(fā)泡型輕質耐火材料,使耐火材料的熱導率大大降低,形成了性價比高的耐火隔熱磚。本世紀初,耐火纖維技術發(fā)展較快,耐火纖維的壓成板、氈等定型材料工藝逐步完善且耐火纖維的溫度不斷提高,形成了目前的耐火纖維隔熱材料系列產品。化學性質穩(wěn)定,強度較高,可以抵抗爐窯局部機械震動不開裂,熱效工作時抗?jié)B漏性能強,不易被金屬熔融液浸潤,不粘結,導熱與膨脹系數(shù)小,保證熱工設備的穩(wěn)定性。
低導熱多層輕質高鋁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(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太原輕質高鋁磚莫來石相含量,幾乎不含剛玉相,其保溫層具備比工作層更低的導熱系數(shù),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(shù)(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。