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連鑄功能耐火材料以含碳為其特色,這是由西藏莫來(lái)石隔熱磚耐火材料的應(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(lái)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(shuō)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。
玻璃對(duì)莫來(lái)石隔熱磚耐火材料的化學(xué)侵蝕,如果沒有物理侵蝕同時(shí)存在,則進(jìn)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(xué)侵蝕。此處配合料粉塵的成分與玻璃液基本相同。也就是說(shuō)此處耐火保溫磚與池壁磚受到的化學(xué)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(yán)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(xué)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(xué)侵蝕的生成物不斷沖走,因而使玻璃液能夠不斷對(duì)耐用的莫來(lái)石隔熱磚價(jià)格耐火材料的新鮮表面進(jìn)行化學(xué)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(xué)侵蝕的生成物留在耐火材料的表面,這就起到了保護(hù)作用,防止了配合料粉塵對(duì)耐火材料的進(jìn)一步侵蝕。由此可以看出化學(xué)侵蝕的破壞程度與物理侵蝕情況有很大的關(guān)系。
連鑄功能耐火材料的材料體系,由最初簡(jiǎn)單的熔融石英質(zhì)、鋁碳材質(zhì),逐步開發(fā)應(yīng)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(nèi)壁)、高耐磨高碳化硅含量的耐用的莫來(lái)石磚或鋯英石碳(快換水口端面)、透氣材料(長(zhǎng)水口碗口、內(nèi)壁)及眾多浸入式水口防堵塞襯體材料(莫來(lái)石質(zhì)、尖晶石質(zhì)、白云石質(zhì)、鋯酸鈣質(zhì)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、氧化硅及合成西藏莫來(lái)石隔熱磚莫來(lái)石、尖晶石、碳化硅、賽隆、阿隆等,碳源有鱗片石墨、無(wú)定形碳、瀝青、石墨微粉等;輔料發(fā)展更為全面、細(xì)微,各種防氧化劑(硅粉、碳化硅、低熔點(diǎn)玻璃粉、含硼材料、鋁粉、鋯化合物等)、增強(qiáng)劑、成型助劑、防潮劑等;結(jié)合劑雖仍以酚醛樹脂為主,有的輔以瀝青混合結(jié)合,酚醛樹脂的引入形態(tài)、稀釋調(diào)和劑、各種改性體(硼改性、鎳改性、碳化硅改性、白炭黑或有機(jī)硅改性等)等各公司不一,發(fā)展變化較大。
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)物的成分主要是莫來(lái)石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(guò)浸潤(rùn)、擴(kuò)散向西藏莫來(lái)石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。
連鑄用功能耐用的莫來(lái)石隔熱磚耐火材料指整體塞棒、(鋼包)長(zhǎng)水口和浸入式水口,稱為連鑄三大件,也有人把鋼包滑板、中間包滑板、中間包上水口包含在內(nèi),均為含碳耐火材料,通稱為碳結(jié)合耐火材料。其實(shí),中間包滑板控流結(jié)構(gòu)已越來(lái)越少見,有被塞棒取代的趨勢(shì)。主要討論連鑄用功能西藏耐火保溫磚的生產(chǎn)制造用原料技術(shù)。對(duì)材質(zhì)的性能要求,連鑄要求其功能耐火材料具有良好的抗熱震性、抗合成渣侵蝕、抗鋼液侵蝕以及適宜的高溫強(qiáng)度。這些特性要求又因三大件的使用部位及鋼種、冶煉條件的不同而存在差異。為了更好地發(fā)揮連鑄功能耐火材料在連鑄工業(yè)的作用,今后還需在原料多樣化、復(fù)合化及新型防氧化劑等方面做進(jìn)一步的工作。
能源問(wèn)題是人類普遍關(guān)注的問(wèn)題。水泥工業(yè)每年消耗燃料平均約為全世界消耗總量的 1.6%,水泥成本中能源費(fèi)可達(dá)30%以上。水泥企業(yè)已經(jīng)把節(jié)能問(wèn)題作為關(guān)注的焦點(diǎn)。工信部582號(hào)文關(guān)于《工業(yè)和信息化部關(guān)于水泥工業(yè)節(jié)能減排的指導(dǎo)意見》中明確指出‘十二五’末,全國(guó)水泥生產(chǎn)平均可比熟料綜合能耗小于114千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸,水泥綜合能耗小于93千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸。莫來(lái)石隔熱磚價(jià)格耐火材料作為水泥行業(yè)節(jié)能的原動(dòng)力,如何推進(jìn)西藏隔熱磚節(jié)能技術(shù)在水泥行業(yè)的應(yīng)用呢?對(duì)于新型干法水泥生產(chǎn)線而言,其能源消耗量受其生產(chǎn)規(guī)模、設(shè)備選型、工藝狀況、原料差異、管理水平等因素的影響,其能源消耗也有不同,目前國(guó)內(nèi)一般和國(guó)外先進(jìn)水平差距較大。