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通過玉溪輕質(zhì)保溫磚在回轉(zhuǎn)窯的實(shí)際應(yīng)用,起到了較好的保溫效果,在窯筒體外表風(fēng)速為2.5m/s;室外平均溫度為25℃的情況下,使用耐用的焦?fàn)t漂珠磚輕質(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(duì)耐火材料安裝進(jìn)行改造,可以提高耐火材料的使用壽命,從而達(dá)到節(jié)能的效果。篦冷機(jī)通過襯體改造后的節(jié)能情況大大改善,篦冷機(jī)頂部施工難度大,尤其一段頂部環(huán)境溫度可達(dá)1100℃,熱氣流對(duì)耐火材料沖刷嚴(yán)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(dǎo)熱系數(shù)。
長(zhǎng)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(duì)該問題。一是歐洲的內(nèi)壁氧化方式,以外國(guó)公司為例,長(zhǎng)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(duì)外部鋁碳本體的直接熱沖擊,抗熱震性得到保證;二是國(guó)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玉溪漂珠磚等低導(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、焦?fàn)t漂珠磚廠家尖晶石、鋯酸鈣等內(nèi)襯材料的引入,因?yàn)闊o石墨或極大地降低了碳含量,從而對(duì)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。
連鑄功能耐火材料以含碳為其特色,這是由玉溪焦?fàn)t漂珠磚耐火材料的應(yīng)用要求決定的。鱗片石墨的主要功能可概括為兩條:增強(qiáng)抗熱震性,因其較高的熱導(dǎo)率和較低的膨脹系數(shù),提高了熱擴(kuò)散能力,緩解熱應(yīng)力集聚;另外是其不與耐火氧化物產(chǎn)生陶瓷結(jié)合,大量的耐用的莫來石磚對(duì)緊密的氧化物陶瓷基質(zhì)及結(jié)合網(wǎng)絡(luò)起到了阻斷隔離作用,就像氣孔一樣,使熱應(yīng)力掉進(jìn)了“黑洞”,因而能夠阻止裂紋擴(kuò)展,其比氣孔絕熱更可貴的一點(diǎn)是,不對(duì)熔渣潤(rùn)濕,不會(huì)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(dǎo)率隨溫度的升高反而降低,在極高溫度下趨于不導(dǎo)熱狀態(tài),這對(duì)石墨作為連鑄功能耐火材料的應(yīng)用也大有裨益,在持續(xù)高溫應(yīng)用條件下可以使材料保持基本恒定的溫度梯度。增強(qiáng)抗侵蝕性,因其對(duì)渣、熔劑及鋼水的不潤(rùn)濕性,不僅自身不容易被侵蝕,還進(jìn)而能夠保護(hù)包裹纏繞的基質(zhì)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(qiáng)度是隨溫度的升高而增高,這也賦予基質(zhì)顆粒乃至基體材料較高的抗侵蝕性。
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(duì)于鋁鎮(zhèn)靜鋼的澆注。目前,對(duì)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(qiáng)度要求特別重要,比長(zhǎng)水口、塞棒要求高。鋼水沖擊不能掉底,鋼水?dāng)[動(dòng)不能折斷。理論上要求在高溫抗折強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa,生產(chǎn)實(shí)際中控制燒后常溫抗折強(qiáng)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(zhǎng)水口要求苛刻,因?yàn)槿魞H是外部浸入鋼水而非內(nèi)孔,傳熱由外及內(nèi);另外,耐用的焦?fàn)t漂珠磚塞棒多隨中間包一起預(yù)熱也降低了其熱震性要求。
料粉對(duì)耐火材料的蝕損作用主要表現(xiàn)在粉料高溫蒸發(fā)的堿性蒸氣對(duì)耐火材料的侵蝕,如玉溪隔熱磚表面的熔蝕、內(nèi)部的“鼠洞”等,以及格子磚中的反霞石化作用等。再者,粉料中超細(xì)粉的飛料在蓄熱室格子體中集聚,形成瘤子,堵塞格子孔,嚴(yán)重時(shí)造成格子磚倒塌、損毀,被迫熱修。蝕損作用隨溫度升高而加劇,熔化溫度每提高50~60℃就會(huì)使使用期限縮短約一年。前臉墻、加料口、熔化部前部空間、池壁、小爐、蓄熱室上層格子體等部位都會(huì)受到料粉的蝕損。玻璃液對(duì)焦?fàn)t漂珠磚廠家耐火材料的蝕損作用比料粉要小得多,玻璃液與耐火材料界面層上的相反應(yīng)是復(fù)雜的。玻璃液首先溶解耐火材料中的游離的SO?。莫來石的溶解速度較小,它聚集到玻璃液和耐火材料的界面上,雖然小結(jié)晶的莫來石溶解了,但在使用時(shí)大結(jié)晶的莫來石甚至有了增長(zhǎng)。
窯爐用耐材包括窯爐的墻體和萱頂,一般分內(nèi)外三層,內(nèi)層為輕質(zhì)保溫棉、氈、板等,中層為重質(zhì)或玉溪輕質(zhì)保溫磚,外層以紅磚或低溫保溫磚為主。內(nèi)層的輕質(zhì)保溫層近幾年發(fā)展比較迅速,以低溫莫來石纖維為主,兼顧了高溫莫來石纖維、高鋁莫來石纖維、含鋯莫來石纖維等,在纖維制成工藝上采用了拉絲、甩絲、噴吹等工藝。內(nèi)層也有用耐用的焦?fàn)t漂珠磚輕質(zhì)莫來石、高鋁等輕質(zhì)磚或者板,以輕質(zhì)氧化鋁、莫來石等空心球磚為主體。中層的重質(zhì)材料仍然采用低鋁高硅、高鋁低硅、莫來石磚與堇青石、焦寶石與莫來石等材料制成的重質(zhì)材料為主。外層的低溫耐火材料主要以鋁礬土、焦寶石、粘土等制作而成,相對(duì)鋁含量偏低,耐溫性能較差但價(jià)格較低。