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耐火材料是硅酸鹽學科的一個分支,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然的歸為其他用耐火材料一類了。理論上講,耐火材料質(zhì)量好的硅藻土保溫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質(zhì)量好的隔熱磚起到不可估量的作用。
耐火材料70%的消耗在鋼鐵冶金行業(yè),剩下的就是水泥、玻璃占主要行業(yè)。截止2019年11月底,全國浮法玻璃生產(chǎn)線共計297條,在產(chǎn)的有239條。2020年上半年日用玻璃制品及玻璃包裝容器產(chǎn)量1124.20萬噸。玻璃行業(yè)用的耐火材料種類和材質(zhì)與鋼鐵行業(yè)也是不相同的。玻璃窯爐用的耐火材料主要分為熔鑄材料、硅質(zhì)材料和鎂金屬材料,比如說硅磚、粘土磚、高鋁磚、硅線石磚、龍口莫來石磚、硅藻土保溫磚廠家電熔莫來石磚、鋯剛玉磚、電熔剛玉磚、含鋯質(zhì)的耐火磚等等。浮法玻璃成型在錫槽,即熔化好的玻璃液由溢流道、流槽連續(xù)不斷地流入錫槽,在錫液面上攤開并在傳動輥子的牽引下向前漂移,在一定的溫度制度下,依靠表面張力和重力,完成攤平、展薄.冷卻后,玻璃由過渡輥臺托起,離開錫槽進入退火窯,然后經(jīng)過橫切、檢驗、裝箱。
通過龍口輕質(zhì)保溫磚在回轉(zhuǎn)窯的實際應(yīng)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,使用質(zhì)量好的硅藻土保溫磚輕質(zhì)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(jié)構(gòu),用新型襯體結(jié)構(gòu),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(jīng)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)。
質(zhì)量好的重質(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,龍口硅藻土保溫磚重質(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)該謹慎選擇重質(zhì)耐火材料,尤其是材質(zhì)、密度和導熱系數(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。
玻璃對硅藻土保溫磚耐火材料的化學侵蝕,如果沒有物理侵蝕同時存在,則進行得十分緩慢。加料口附近的上部結(jié)構(gòu)受到配合料粉塵的化學侵蝕。此處配合料粉塵的成分與玻璃液基本相同。也就是說此處耐火保溫磚與池壁磚受到的化學侵蝕基本相同。但是池壁磚受到的破壞比上部結(jié)構(gòu)要嚴重得多。之所以出現(xiàn)這種差別,主要是物理侵蝕條件不同。池壁磚除了受到玻璃化學侵蝕外,還受到玻璃液流的沖刷作用這一物理侵蝕。液流的沖刷把化學侵蝕的生成物不斷沖走,因而使玻璃液能夠不斷對質(zhì)量好的硅藻土保溫磚廠家耐火材料的新鮮表面進行化學侵蝕。這兩種侵蝕共同作用的結(jié)果,使池壁磚損壞很快。但是上部結(jié)構(gòu)只受到與玻璃成分相同的配合料粉塵侵蝕,此處沒有液流的物理侵蝕。所以化學侵蝕的生成物留在耐火材料的表面,這就起到了保護作用,防止了配合料粉塵對耐火材料的進一步侵蝕。由此可以看出化學侵蝕的破壞程度與物理侵蝕情況有很大的關(guān)系。
質(zhì)量好的隔熱磚的產(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,鋼水擺動不能折斷。理論上要求在高溫抗折強度達到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,質(zhì)量好的硅藻土保溫磚塞棒多隨中間包一起預(yù)熱也降低了其熱震性要求。