低導熱多層硅藻土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湖南硅藻土磚莫來(lai)石(shi)相含量,幾乎不(bu)含剛玉相,其保溫層(ceng)(ceng)具備比(bi)工作(zuo)層(ceng)(ceng)更低的(de)導(dao)熱系數(shu),且與(yu)工作(zuo)層(ceng)(ceng)具有(you)良(liang)好的(de)結(jie)合性(xing)、較(jiao)高(gao)的(de)強(qiang)度(du)及(ji)耐磨(mo)性(xing)。隔熱層(ceng)(ceng)選(xuan)用含鋯(gao)纖維板,因含鋯(gao)纖維板在不(bu)同(tong)溫度(du)下的(de)導(dao)熱系數(shu)(見表(biao)(biao)1)都(dou)處于較(jiao)低位置,同(tong)時(shi)(shi)在高(gao)溫下的(de)收縮率也是較(jiao)低[1]。因此低導(dao)熱多層(ceng)(ceng)復合莫來(lai)石(shi)磚具有(you)高(gao)強(qiang)度(du)、高(gao)耐磨(mo)、高(gao)抗蝕、高(gao)荷重(zhong)軟化溫度(du)以及(ji)優良(liang)的(de)抗熱震性(xing)能(neng),完全滿足了(le)大中型水泥(ni)(ni)回轉窯生產(chan)工藝的(de)要(yao)求,同(tong)時(shi)(shi)由于其具有(you)低導(dao)熱的(de)特性(xing),使(shi)得筒體外表(biao)(biao)溫度(du)降低,減少了(le)噸熟料原煤(mei)消耗,同(tong)時(shi)(shi)延長了(le)筒體使(shi)用壽(shou)命,從而能(neng)為(wei)水泥(ni)(ni)企(qi)業帶(dai)來(lai)較(jiao)大的(de)社會經濟(ji)效(xiao)益。
耐用的重質耐火保溫磚基本有以下幾個品種:酸性磚:硅磚(SiO2),耐火粘土磚(SiO2+Al2O3),中性磚:高鋁磚,鉻磚(Cr2O3+Al2O3,MgO,FeO),堿性磚:鎂磚,鉻鎂磚,白云石磚,特種磚:尖晶石磚,鋯英石磚,氧化鋯磚,碳磚,碳化硅磚,其他磚。陶瓷窯爐最早用耐火材料以重質磚為主,隨著輕質隔熱耐火材料的不斷完善,湖南硅藻土磚重(zhong)質(zhi)(zhi)磚(zhuan)基本上(shang)在(zai)(zai)建(jian)筑衛生陶瓷的隧道(dao)窯(yao)(yao)、軌道(dao)窯(yao)(yao)等(deng)除非有(you)特殊需(xu)求外不再使用(yong)。而(er)(er)在(zai)(zai)耐(nai)(nai)腐蝕的窯(yao)(yao)爐如熔塊窯(yao)(yao)、做色料(liao)(liao)的梭式窯(yao)(yao)、回(hui)轉(zhuan)窯(yao)(yao)等(deng)領域仍然使用(yong)重(zhong)質(zhi)(zhi)耐(nai)(nai)火(huo)材(cai)(cai)料(liao)(liao)。目的是為了不至于掉渣、抗腐蝕強度(du)好(hao)。特別是熔塊窯(yao)(yao),物料(liao)(liao)直接和隔熱耐(nai)(nai)火(huo)磚(zhuan)接觸,更應該謹(jin)慎選擇重(zhong)質(zhi)(zhi)耐(nai)(nai)火(huo)材(cai)(cai)料(liao)(liao),尤其是材(cai)(cai)質(zhi)(zhi)、密度(du)和導熱系數(shu)等(deng)。這(zhe)類窯(yao)(yao)爐的特點恰恰和隧道(dao)窯(yao)(yao)、軌道(dao)窯(yao)(yao)相反(fan),一般重(zhong)質(zhi)(zhi)耐(nai)(nai)火(huo)材(cai)(cai)料(liao)(liao)在(zai)(zai)內層而(er)(er)重(zhong)質(zhi)(zhi)耐(nai)(nai)火(huo)材(cai)(cai)料(liao)(liao)和保溫(wen)材(cai)(cai)料(liao)(liao)在(zai)(zai)中外層。
連鑄功能耐火材料的材料體系,由最初簡單的熔融石英質、鋁碳材質,逐步開發應用了高耐蝕的鋯碳(渣線、棒頭)、鎂碳(棒頭、水口碗口、快換水口端面)、尖晶石碳(棒頭、水口內壁)、高耐磨高碳化硅含量的耐用的莫來石磚或鋯英石碳(快換水口端面)、透氣材料(長水口碗口、內壁)及眾多浸入式水口防堵塞襯體材料(莫來石質、尖晶石質、白云石質、鋯酸鈣質等)。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、氧化硅及合成湖南硅藻土磚莫來(lai)石、尖晶石、碳化硅(gui)、賽隆(long)、阿隆(long)等(deng),碳源(yuan)有鱗片石墨、無定形碳、瀝青(qing)、石墨微粉等(deng);輔料發展更為(wei)全(quan)面、細微,各種防氧化劑(ji)(ji)(ji)(硅(gui)粉、碳化硅(gui)、低熔點玻璃(li)粉、含硼材(cai)料、鋁粉、鋯化合(he)物等(deng))、增強劑(ji)(ji)(ji)、成型助(zhu)劑(ji)(ji)(ji)、防潮劑(ji)(ji)(ji)等(deng);結(jie)合(he)劑(ji)(ji)(ji)雖(sui)仍以酚(fen)醛(quan)樹脂為(wei)主(zhu),有的輔以瀝青(qing)混合(he)結(jie)合(he),酚(fen)醛(quan)樹脂的引入形態、稀釋調(diao)和劑(ji)(ji)(ji)、各種改性(xing)體(硼改性(xing)、鎳(nie)改性(xing)、碳化硅(gui)改性(xing)、白炭黑(hei)或有機硅(gui)改性(xing)等(deng))等(deng)各公(gong)司不一,發展變化較大。
料粉對耐火材料的蝕損作用主要表現在粉料高溫蒸發的堿性蒸氣對耐火材料的侵蝕,如湖南隔熱磚表面的熔蝕、內部的“鼠洞”等,以及格子磚中的反霞石化作用等。再者,粉料中超細粉的飛料在蓄熱室格子體中集聚,形成瘤子,堵塞格子孔,嚴重時造成格子磚倒塌、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受到料粉的蝕損。玻璃液對硅藻土磚哪家好耐(nai)火(huo)材料(liao)的(de)蝕(shi)損(sun)作用比料(liao)粉要小(xiao)得多,玻(bo)(bo)璃液(ye)與耐(nai)火(huo)材料(liao)界面(mian)層上的(de)相反應是復雜的(de)。玻(bo)(bo)璃液(ye)首先溶(rong)解耐(nai)火(huo)材料(liao)中的(de)游離的(de)SO?。莫來(lai)石(shi)(shi)的(de)溶(rong)解速度較(jiao)小(xiao),它聚集(ji)到玻(bo)(bo)璃液(ye)和耐(nai)火(huo)材料(liao)的(de)界面(mian)上,雖然小(xiao)結(jie)晶的(de)莫來(lai)石(shi)(shi)溶(rong)解了,但在(zai)使用時大結(jie)晶的(de)莫來(lai)石(shi)(shi)甚至有(you)了增長。
當今國內外生產湖南輕質莫來石磚的方法有三種:泡沫法、添加物燒結法和氣化法。用泡沫法制造輕質莫來石磚是將發泡劑和穩定劑及水按一定比例配合,先制成泡沫液,然后將料漿混合經澆注成型、養護、干燥、烘烤和燒成等工序,制成高氣孔率的硅藻土磚哪家好輕(qing)質(zhi)莫來石。其雖然能(neng)生(sheng)產(chan)出高質(zhi)量的(de)輕(qing)質(zhi)莫來石轉(zhuan),但其工序程序多,比較復(fu)雜(za),生(sheng)產(chan)周期長,生(sheng)產(chan)效率(lv)低,陳本(ben)較高。添(tian)加(jia)(jia)(jia)物(wu)(wu)燒(shao)(shao)盡(jin)法(fa)(fa)生(sheng)產(chan)輕(qing)質(zhi)莫來石磚(zhuan)是在(zai)配(pei)料(liao)中添(tian)加(jia)(jia)(jia)一部分可(ke)燃(ran)(ran)添(tian)加(jia)(jia)(jia)物(wu)(wu),如木屑(xie)、、聚苯乙烯、焦炭等(deng),在(zai)燒(shao)(shao)成時(shi),可(ke)燃(ran)(ran)添(tian)加(jia)(jia)(jia)物(wu)(wu)迅速燃(ran)(ran)燒(shao)(shao),添(tian)加(jia)(jia)(jia)物(wu)(wu)的(de)位置成了氣(qi)孔(kong)。這種氣(qi)孔(kong)率(lv)高、密度小(xiao)的(de)磚(zhuan)就成為輕(qing)質(zhi)莫來石磚(zhuan)。該方法(fa)(fa)生(sheng)產(chan)工藝簡(jian)單,生(sheng)產(chan)周期較短,成本(ben)較低,生(sheng)產(chan)效率(lv)高。
在蓄熱室使用的格子體還因氧化還原氣氛作用而損毀,其損毀機理主要在于變價離子在氧化和還原狀態其價態不同,配位狀態不同,產生體積變化,導致制品強度降低,開裂。在高溫長時間作用下,湖南焦爐隔熱磚會被燒熔(又稱燒流)或軟化變形而損壞。窯內某部位局部過熱或所砌硅藻土磚哪家好耐火(huo)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)耐火(huo)度不(bu)夠,耐火(huo)材(cai)(cai)料(liao)(liao)就被燒熔(rong)。有時,耐火(huo)度合格,但荷重(zhong)軟化溫(wen)度偏低,則(ze)長期(qi)使用時,耐火(huo)材(cai)(cai)料(liao)(liao)也會(hui)軟化變形,影響(xiang)了整個砌體的(de)(de)(de)穩性和使用壽命。燒損嚴重(zhong)程度視溫(wen)度和耐火(huo)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)性質而定。小爐噴火(huo)口(kou)碹(xuan)、小爐腿、舌頭、蓄(xu)熱室碹(xuan)、熔(rong)化部窯(yao)碹(xuan)和胸墻(qiang)等是(shi)易(yi)被燒損的(de)(de)(de)部位(wei)。玻璃池窯(yao)耐火(huo)材(cai)(cai)料(liao)(liao)在生產過(guo)程中(zhong)受到的(de)(de)(de)侵蝕是(shi)不(bu)可避(bi)免的(de)(de)(de)。