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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)或晉中輕質(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(jià)比高的莫來石磚輕質(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。
輕型粘土磚又稱輕型粘土保溫磚性價(jià)比高的莫來石磚,其性能十分強(qiáng)大。在工業(yè)窯爐的工作中,輕粘土磚能起到最強(qiáng)的保溫作用嗎?輕質(zhì)粘土磚是一種輕質(zhì)耐火制品,鋁量在30-46%之間,以粘土熟料和輕質(zhì)熟料為主,一般采用易燃物法生產(chǎn),也可以采用化學(xué)法或泡沫法生產(chǎn)。將原料與水混合,制成可塑泥或泥漿,經(jīng)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(zhì)粘土磚的體積密度一般在0.75~1.2g/cm3之間,實(shí)際使用比例一般在1.0左右。輕質(zhì)粘土磚莫來石磚以其優(yōu)良的性能和低廉的價(jià)格受到了大多數(shù)工業(yè)爐窯生產(chǎn)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(zhì)粘土磚所取代。
在蓄熱室使用的格子體還因氧化還原氣氛作用而損毀,其損毀機(jī)理主要在于變價(jià)離子在氧化和還原狀態(tài)其價(jià)態(tài)不同,配位狀態(tài)不同,產(chǎn)生體積變化,導(dǎo)致制品強(qiáng)度降低,開裂。在高溫長時(shí)間作用下,晉中焦?fàn)t隔熱磚會(huì)被燒熔(又稱燒流)或軟化變形而損壞。窯內(nèi)某部位局部過熱或所砌莫來石磚哪家好耐火材料的耐火度不夠,耐火材料就被燒熔。有時(shí),耐火度合格,但荷重軟化溫度偏低,則長期使用時(shí),耐火材料也會(huì)軟化變形,影響了整個(gè)砌體的穩(wěn)性和使用壽命。燒損嚴(yán)重程度視溫度和耐火材料的性質(zhì)而定。小爐噴火口碹、小爐腿、舌頭、蓄熱室碹、熔化部窯碹和胸墻等是易被燒損的部位。玻璃池窯耐火材料在生產(chǎn)過程中受到的侵蝕是不可避免的。
由于性價(jià)比高的隔熱耐火磚具有如下特點(diǎn):使用溫度高,可以在1300℃長時(shí)間使用,非金屬材料具有很強(qiáng)的耐酸堿侵蝕性能,不會(huì)出現(xiàn)金屬錨固件在高溫下的氧化、開焊而引起耐火材料剝落的現(xiàn)象;與耐火材料有相近的導(dǎo)熱系數(shù),減少由于性價(jià)比高的莫來石磚漂珠磚的體積變化差異產(chǎn)生的應(yīng)力;由于陶瓷錨固件代替金屬錨固件減少了熱橋效應(yīng),使整體導(dǎo)熱性能降低,因此節(jié)能效果也明顯增強(qiáng)。篦冷機(jī)矮墻要長期承受300-1450℃的高溫熟料顆粒的沖刷,同時(shí)跟冷熱空氣交替接觸,使矮墻損壞較快。目前采用矮墻整體預(yù)制的方法進(jìn)行制作,這種方法有可以快速安裝、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀制作、免受水泥廠施工環(huán)境影響,而且制作過程給予充分的養(yǎng)護(hù)和烘烤可以達(dá)到最佳的耐火材料性能。因此可以大大提高砌墻的使用壽命。更重要的是矮墻砌塊采用了輕質(zhì)和重質(zhì)材料復(fù)合,因此降低了耐火襯體的導(dǎo)熱系數(shù),達(dá)到了良好的節(jié)能效果。
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石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。這些冷凝液體通過浸潤、擴(kuò)散向晉中莫來石磚耐火材料氣孔內(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。
性價(jià)比高的隔熱磚的產(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,性價(jià)比高的莫來石磚塞棒多隨中間包一起預(yù)熱也降低了其熱震性要求。