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定的液面會把保護層沖刷掉,加速蝕損。對耐用的耐火保溫磚耐火材料本身來說,蝕損程度主要與它的化學組成、礦物組成和結構狀態有關。一般耐火材料的結構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,是侵蝕劑滲入耐火保溫磚耐火(huo)材料內部的通道,并使(shi)(shi)侵(qin)蝕面增(zeng)加。相(xiang)(xiang)對于(yu)晶相(xiang)(xiang)來說(shuo),玻璃(li)相(xiang)(xiang)是薄弱環(huan)節,其化(hua)學(xue)穩定性差,要提(ti)高耐火(huo)材料的抗(kang)侵(qin)蝕,必須使(shi)(shi)其高溫的穩定晶相(xiang)(xiang)增(zeng)多,玻璃(li)相(xiang)(xiang)含量(liang)減(jian)少,且軟化(hua)溫度(du)和黏度(du)要大,氣孔(kong)率盡(jin)可(ke)能低。
輕質耐火材料最早以耐火保溫磚廠家輕質粘土磚為主,由于耐溫性能有限,只能用到溫度比較低的窯爐內使用,上世紀九十年代后期莫來石磚、氧化鋁熔融噴吹技術逐漸成熟從而開發了空心球磚,近幾年來耐火材料發泡工藝的成熟又開發了發泡型輕質耐火材料,使耐火材料的熱導率大大降低,形成了耐用的耐火(huo)隔(ge)熱磚。本世紀初,耐火(huo)纖維(wei)(wei)技術(shu)發展較快,耐火(huo)纖維(wei)(wei)的(de)壓(ya)成(cheng)板、氈等定(ding)型材(cai)料工藝逐步完(wan)善且耐火(huo)纖維(wei)(wei)的(de)溫度不(bu)(bu)(bu)斷提高(gao),形成(cheng)了目前的(de)耐火(huo)纖維(wei)(wei)隔(ge)熱材(cai)料系列產品。化(hua)學性質穩定(ding),強(qiang)(qiang)度較高(gao),可以抵抗(kang)爐窯局(ju)部(bu)機(ji)械(xie)震動不(bu)(bu)(bu)開裂,熱效工作時(shi)抗(kang)滲漏(lou)性能強(qiang)(qiang),不(bu)(bu)(bu)易被金屬熔融液浸潤,不(bu)(bu)(bu)粘(zhan)結,導熱與膨(peng)脹系數小,保證(zheng)熱工設備(bei)的(de)穩定(ding)性。
熔融玻璃與耐用的耐火保溫磚的反應造成的侵蝕,這種侵蝕以與玻璃液接觸的池壁磚為代表。玻璃中最重要的是鈉鈣硅玻璃。一般的瓶罐玻璃和平板玻璃都屬于這一類。這種玻璃中以SO?為主要成分,含量在70%左右,Na?O含量15%左右,CaO含量在10%左右,還有少量的Al?O?和MgO。為了改善玻璃的性能,以鈉鈣硅玻璃為基礎可以引入氧化物。這些玻璃雖然種類較多,但都可以簡化為SO?含量、堿金屬氧化物含量和堿土金屬氧化物含量(CaO+MgO+BaO)來考慮。只要上述三種氧化物含量基本相同,則對耐火材料的化學侵蝕也基本相同。但是硼硅玻璃對耐火保溫磚廠家耐火材料的化(hua)學侵(qin)蝕(shi)與鈉鈣硅(gui)玻璃不(bu)同(tong)。尤(you)其(qi)是低堿(jian)或無(wu)堿(jian)硼硅(gui)玻璃,其(qi)酸性氧化(hua)物(wu)含量(liang)高,熔化(hua)溫度也(ye)高。因此要使用特殊的耐火材料。
低導熱多層耐火保溫磚復合莫來石磚使用創新的工作層、保溫層、隔熱層多層復合結構設計,導熱系數大大降低。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青島耐火保溫磚莫來石相含(han)量,幾乎不(bu)含(han)剛玉相,其保(bao)溫(wen)(wen)層(ceng)具備(bei)比工(gong)作(zuo)層(ceng)更低(di)的(de)(de)(de)導(dao)熱系(xi)數(shu),且與工(gong)作(zuo)層(ceng)具有良好的(de)(de)(de)結合(he)性、較高的(de)(de)(de)強度(du)及(ji)耐磨性。隔熱層(ceng)選用含(han)鋯纖維板(ban),因含(han)鋯纖維板(ban)在不(bu)同溫(wen)(wen)度(du)下的(de)(de)(de)導(dao)熱系(xi)數(shu)(見表1)都(dou)處于較低(di)位置,同時(shi)在高溫(wen)(wen)下的(de)(de)(de)收縮率也是較低(di)[1]。因此(ci)低(di)導(dao)熱多(duo)層(ceng)復合(he)莫來石磚具有高強度(du)、高耐磨、高抗蝕(shi)、高荷重(zhong)軟化溫(wen)(wen)度(du)以及(ji)優良的(de)(de)(de)抗熱震性能(neng),完全滿足了大(da)(da)中型水(shui)泥回轉窯生產工(gong)藝的(de)(de)(de)要求,同時(shi)由于其具有低(di)導(dao)熱的(de)(de)(de)特性,使(shi)得筒體外表溫(wen)(wen)度(du)降低(di),減少了噸熟料原(yuan)煤(mei)消耗(hao),同時(shi)延長了筒體使(shi)用壽命,從而能(neng)為水(shui)泥企業帶(dai)來較大(da)(da)的(de)(de)(de)社(she)會經濟效益。
這種化學侵蝕主要發生在池爐熔化池上部結構和蓄熱室。在不同部位,配合料粉塵也有差別。加料口附近的配合料粉塵,其成分與玻璃成分基本相同。由于耐火保溫磚廠家硅砂顆粒密度較大,離加料口越遠配合料粉塵中SO?含量越低。配合料粉塵的多少與很多因素有關。對于同一種玻璃配合料粉塵量與原料密度、顆粒度、加料方式有很大關系。配合料加水、壓餅或制球都可以大大減少配合料粉塵量。燃料的灰分及燃燒產物與隔熱磚的化學反應造成的化學侵蝕。燃燒重油和天然氣時,灰分基本不存在,而V?O?和NO雖然對耐火材料侵蝕嚴重,但一般重油中含量很少,在池爐生產中影響不大。這些就是玻璃配合料粉塵與青島耐火保溫磚耐火材料(liao)化學反應造成(cheng)的侵蝕,
通過青島輕質保溫磚在回轉窯的實際應用,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,使用耐用的耐火保溫磚輕質耐(nai)(nai)磨磚的(de)筒體(ti)溫度為(wei)247℃,使(shi)用(yong)(yong)硅(gui)莫磚的(de)筒體(ti)表面(mian)溫度為(wei)289℃。新型襯(chen)(chen)(chen)體(ti)結(jie)構(gou)(gou),用(yong)(yong)新型襯(chen)(chen)(chen)體(ti)結(jie)構(gou)(gou),通過(guo)對耐(nai)(nai)火材(cai)料安裝進行改(gai)(gai)造(zao),可(ke)以(yi)提高耐(nai)(nai)火材(cai)料的(de)使(shi)用(yong)(yong)壽命(ming),從而(er)達(da)到節(jie)能的(de)效果。篦(bi)冷機通過(guo)襯(chen)(chen)(chen)體(ti)改(gai)(gai)造(zao)后(hou)的(de)節(jie)能情況大(da)大(da)改(gai)(gai)善,篦(bi)冷機頂(ding)部(bu)施工難度大(da),尤其一段頂(ding)部(bu)環境(jing)溫度可(ke)達(da)1100℃,熱氣(qi)流對耐(nai)(nai)火材(cai)料沖刷嚴重(zhong),因此經常(chang)出現(xian)(xian)剝落、燒塌現(xian)(xian)象(xiang),耐(nai)(nai)火材(cai)料使(shi)用(yong)(yong)壽命(ming)短。采用(yong)(yong)陶瓷錨固(gu)件整體(ti)澆注作(zuo)的(de)方(fang)法可(ke)以(yi)大(da)幅度提高襯(chen)(chen)(chen)體(ti)的(de)使(shi)用(yong)(yong)壽命(ming),而(er)且還可(ke)以(yi)降低耐(nai)(nai)火襯(chen)(chen)(chen)體(ti)的(de)導(dao)熱系數。