連鑄用功能耐用的莫來石隔熱磚耐火材料指整體塞棒、(鋼包)長水口和浸入式水口,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,均為含碳耐火材料,通稱為碳結合耐火材料。其實,中間包滑板控流結構已越來越少見,有被塞棒取代的趨勢。主要討論連鑄用功能臨汾耐(nai)火(huo)保溫磚的(de)生產制(zhi)造用原(yuan)料(liao)(liao)技(ji)術。對材質的(de)性(xing)能(neng)(neng)要(yao)求,連鑄(zhu)要(yao)求其功(gong)能(neng)(neng)耐(nai)火(huo)材料(liao)(liao)具有良好的(de)抗熱震性(xing)、抗合(he)成渣侵蝕(shi)、抗鋼(gang)液侵蝕(shi)以及適宜的(de)高溫強度。這(zhe)些(xie)特性(xing)要(yao)求又因(yin)三大件(jian)(jian)的(de)使用部位及鋼(gang)種、冶煉條件(jian)(jian)的(de)不同而存在(zai)差(cha)異。為了更好地發揮連鑄(zhu)功(gong)能(neng)(neng)耐(nai)火(huo)材料(liao)(liao)在(zai)連鑄(zhu)工(gong)業的(de)作(zuo)(zuo)用,今后還需在(zai)原(yuan)料(liao)(liao)多樣化、復合(he)化及新型防氧(yang)化劑等方面做進一步的(de)工(gong)作(zuo)(zuo)。
連鑄功能耐火材料以含碳為其特色,這是由臨汾莫來石隔熱磚耐火材料的應用要求決定的。鱗片石墨的主要功能可概括為兩條:增強抗熱震性,因其較高的熱導率和較低的膨脹系數,提高了熱擴散能力,緩解熱應力集聚;另外是其不與耐火氧化物產生陶瓷結合,大量的耐用的莫來石(shi)磚對緊密的(de)(de)(de)氧化物陶(tao)瓷基質及結合網絡(luo)起到了(le)阻(zu)斷隔離作用,就(jiu)像氣孔一(yi)(yi)樣,使熱應(ying)(ying)力(li)掉(diao)進了(le)“黑(hei)洞”,因(yin)而能夠(gou)阻(zu)止裂(lie)紋擴(kuo)展,其(qi)比氣孔絕熱更可貴的(de)(de)(de)一(yi)(yi)點是(shi),不(bu)(bu)(bu)對熔渣(zha)潤濕,不(bu)(bu)(bu)會吸收液(ye)渣(zha)“填坑”。要說明(ming)的(de)(de)(de)是(shi),不(bu)(bu)(bu)同(tong)于常見的(de)(de)(de)金屬及其(qi)氧化物等(deng),石(shi)墨的(de)(de)(de)熱導率隨(sui)溫(wen)度(du)的(de)(de)(de)升(sheng)高反而降(jiang)低,在極高溫(wen)度(du)下趨于不(bu)(bu)(bu)導熱狀(zhuang)態,這(zhe)對石(shi)墨作為連(lian)鑄(zhu)功能耐(nai)(nai)火材料的(de)(de)(de)應(ying)(ying)用也大有裨(bi)益,在持(chi)續(xu)高溫(wen)應(ying)(ying)用條(tiao)件下可以使材料保持(chi)基本恒定的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)梯度(du)。增強(qiang)抗侵(qin)(qin)蝕(shi)性(xing),因(yin)其(qi)對渣(zha)、熔劑(ji)及鋼水的(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)潤濕性(xing),不(bu)(bu)(bu)僅自身不(bu)(bu)(bu)容易被(bei)侵(qin)(qin)蝕(shi),還(huan)進而能夠(gou)保護包裹纏繞(rao)的(de)(de)(de)基質顆粒(li)。另外,就(jiu)是(shi)石(shi)墨特異的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)高溫(wen)性(xing)能,與(yu)一(yi)(yi)般耐(nai)(nai)高溫(wen)材料不(bu)(bu)(bu)同(tong),石(shi)墨的(de)(de)(de)強(qiang)度(du)是(shi)隨(sui)溫(wen)度(du)的(de)(de)(de)升(sheng)高而增高,這(zhe)也賦予基質顆粒(li)乃至(zhi)基體材料較(jiao)高的(de)(de)(de)抗侵(qin)(qin)蝕(shi)性(xing)。
臨汾莫來石一直以來被認為是普通陶瓷里面很重要的晶體相,對于普通陶瓷的強度提升有著很重要的作用。因此,對于陶瓷材料中莫來石的形成、含量、尺寸、發育等非常關注。對于大部分建陶產品而言,其燒成過程屬于快燒并且溫度相對較低,且產品在使用過程中的會經歷各類搬運、長短途運輸、深加工等,因此對于莫來石磚強度有著更迫切實際的需求。那么,了解陶瓷產品內部晶體相的形成,對于產品的設計和生產就更有實際意義。其形成過程往往是母礦在加熱過程中自身分解而形成,如高嶺土在加熱過程中會脫水生成偏高嶺,在繼續的加熱過程中,偏高嶺會分解為莫來石隔熱磚廠家莫(mo)來石(shi)和石(shi)英。這樣形成的(de)莫(mo)來石(shi)其(qi)形狀(zhuang)貼(tie)近(jin)于母礦形狀(zhuang),如高嶺石(shi)中(zhong)的(de)莫(mo)來石(shi)就為(wei)粒狀(zhuang)或鱗狀(zhuang)莫(mo)來石(shi)。
臨汾隔熱磚被侵蝕后,與它接觸的熔融物中增添了SO?和Al?O?的成分。熔融物將擴散到玻璃液的其余部分中去。在擴散過程中,熔融物的成分發生變化,SO?和堿液增加了,而在界面上發生了β-Al?O?結晶的聚集作用,所以,在耐火材料與玻璃液的接觸面上,首先是莫來石層,接著是β-Al?O?層,然后是未受侵蝕的耐火材料。耐火材料溶解后,使玻璃液黏度增大,促使在耐火材料表面形成較難移動的保護層,減弱了繼續侵蝕的作用。玻璃液對耐火材料的侵蝕作用,取決于其黏度和表面張力等物理性質。黏度低和表面張力小的玻璃液最容易浸潤耐用的莫來石隔熱磚耐火材(cai)料,并(bing)從其(qi)表面細孔吸入內部(bu),使整個耐火材(cai)料受到強烈的侵蝕(shi)。
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,臨汾莫來石隔熱磚重質(zhi)磚(zhuan)基本上在建筑衛生陶瓷的(de)隧道窯、軌(gui)道窯等除非有特殊需求外不(bu)再使用。而在耐腐蝕(shi)的(de)窯爐如熔塊(kuai)窯、做(zuo)色料(liao)(liao)的(de)梭式(shi)窯、回轉窯等領域仍然使用重質(zhi)耐火材料(liao)(liao)。目的(de)是(shi)為了不(bu)至于掉(diao)渣、抗腐蝕(shi)強度(du)好(hao)。特別是(shi)熔塊(kuai)窯,物料(liao)(liao)直接和隔(ge)熱耐火磚(zhuan)接觸(chu),更應該謹慎(shen)選擇重質(zhi)耐火材料(liao)(liao),尤其是(shi)材質(zhi)、密度(du)和導熱系(xi)數等。這類窯爐的(de)特點(dian)恰恰和隧道窯、軌(gui)道窯相反(fan),一般重質(zhi)耐火材料(liao)(liao)在內層(ceng)而重質(zhi)耐火材料(liao)(liao)和保(bao)溫材料(liao)(liao)在中外層(ceng)。