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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)或泰安輕質(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)層也有用性價比高的焦爐保溫磚輕質(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,相對鋁含量偏低,耐溫性能較差但價格較低。
長水口一般不予預熱,且體型較大,抗熱震要求最為苛刻。當前主要有兩大技術(shù)來應對該問題。一是歐洲的內(nèi)壁氧化方式,以外國公司為例,長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,延緩了對外部鋁碳本體的直接熱沖擊,抗熱震性得到保證;二是國內(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泰安漂珠磚等低導熱材料預成型內(nèi)壁,也起到了很好的抗熱震效果,但制造工藝略為復雜。另外,一些無碳防堵塞技術(shù),如莫來石、焦爐保溫磚哪家好尖晶石、鋯酸鈣等內(nèi)襯材料的引入,因為無石墨或極大地降低了碳含量,從而對開澆熱沖擊不敏感,在一定程度上也提高了水口的抗熱震性。
輕質(zhì)粘土保溫磚焦爐保溫磚的優(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(zhì)磚作爐體結(jié)構(gòu)材料,性價比高的焦爐保溫磚輕質(zhì)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(chǎn)效率;還可以減輕爐體重量,簡化窯爐結(jié)構(gòu),提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低環(huán)境溫度,改善勞動條件。但輕質(zhì)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(jié)構(gòu);耐磨性差,不適合與爐料接觸,磨損嚴重。
低導熱多層焦爐保溫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(jié)構(gòu)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泰安焦爐保溫磚莫來石相含量,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(jié)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(zhuǎn)窯生產(chǎn)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(jīng)濟效益。
高堿玻璃具有較低的黏度,硼硅酸鹽玻璃的表面張力小,所以,它們的侵蝕作用就劇烈。提高熔制溫度會降低熔融玻璃液的黏度和表面張力,從而也加速了侵蝕作用。含硼酸、磷酸、氟、鋁、鋇化合物的玻璃液,對隔熱磚有劇烈的侵蝕作用,強烈的玻璃液對流和不穩(wěn)定的液面會把保護層沖刷掉,加速蝕損。對性價比高的焦爐保溫磚耐火材料本身來說,蝕損程度主要與它的化學組成、礦物組成和結(jié)構(gòu)狀態(tài)有關(guān)。一般耐火材料的結(jié)構(gòu)都是由一個或多個晶相、玻璃相和氣相組成的。氣孔,特別是開口氣孔,是侵蝕劑滲入焦爐保溫磚耐火材料內(nèi)部的通道,并使侵蝕面增加。相對于晶相來說,玻璃相是薄弱環(huán)節(jié),其化學穩(wěn)定性差,要提高耐火材料的抗侵蝕,必須使其高溫的穩(wěn)定晶相增多,玻璃相含量減少,且軟化溫度和黏度要大,氣孔率盡可能低。