連鑄功能耐火材料以含碳為其特色,這是由德州焦爐保溫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)(shi)磚對(dui)緊密的(de)(de)(de)(de)氧化(hua)物(wu)陶瓷基(ji)(ji)質(zhi)及(ji)結合網絡起到了(le)阻斷隔離作用(yong),就(jiu)像(xiang)氣孔一樣,使(shi)熱(re)應(ying)力掉(diao)進了(le)“黑洞(dong)”,因(yin)而(er)能夠(gou)阻止裂紋擴(kuo)展,其(qi)比氣孔絕熱(re)更可貴(gui)的(de)(de)(de)(de)一點(dian)是(shi)(shi),不(bu)(bu)對(dui)熔渣潤濕,不(bu)(bu)會(hui)吸收液渣“填坑”。要說(shuo)明的(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi),不(bu)(bu)同于(yu)(yu)常見的(de)(de)(de)(de)金屬及(ji)其(qi)氧化(hua)物(wu)等,石(shi)(shi)墨(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)熱(re)導(dao)率隨溫度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)升高(gao)(gao)(gao)反而(er)降低(di),在極高(gao)(gao)(gao)溫度(du)(du)下(xia)趨于(yu)(yu)不(bu)(bu)導(dao)熱(re)狀態,這對(dui)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)作為連鑄功能耐火材料的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)也(ye)大有裨益,在持續高(gao)(gao)(gao)溫應(ying)用(yong)條件(jian)下(xia)可以(yi)使(shi)材料保(bao)持基(ji)(ji)本(ben)恒(heng)定的(de)(de)(de)(de)溫度(du)(du)梯度(du)(du)。增(zeng)強(qiang)抗侵蝕(shi)性(xing),因(yin)其(qi)對(dui)渣、熔劑及(ji)鋼水的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)潤濕性(xing),不(bu)(bu)僅自(zi)身不(bu)(bu)容易被侵蝕(shi),還進而(er)能夠(gou)保(bao)護包裹纏(chan)繞的(de)(de)(de)(de)基(ji)(ji)質(zhi)顆粒(li)。另外,就(jiu)是(shi)(shi)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)特異的(de)(de)(de)(de)耐高(gao)(gao)(gao)溫性(xing)能,與一般耐高(gao)(gao)(gao)溫材料不(bu)(bu)同,石(shi)(shi)墨(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)是(shi)(shi)隨溫度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)升高(gao)(gao)(gao)而(er)增(zeng)高(gao)(gao)(gao),這也(ye)賦予基(ji)(ji)質(zhi)顆粒(li)乃至基(ji)(ji)體材料較高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)抗侵蝕(shi)性(xing)。
窯系統表面散熱的熱損失包括預熱器、回轉窯和冷卻機。其中回轉窯的散熱損失占總散熱損失的50%以上,因此開發和研制用于回轉窯的新型節能磚對于水泥行業節能尤為重要。新型節能耐火材料主要以輕質骨料以及輕質造孔劑為原料制成的德州焦爐保溫磚輕質耐磨磚,它通過降低材料的密度和提高材料的氣孔率來降低耐火材料的導熱系數,從而達到保溫節能的目的。這種輕質耐磨磚主要用于回轉窯的分解帶。輕質耐磨磚用于水泥回傳窯如窯最后面,與其他德州焦爐保溫磚磚種性能(neng)對比,輕(qing)質耐磨(mo)磚有較(jiao)低(di)的(de)導熱系(xi)數(shu)和較(jiao)低(di)的(de)體(ti)(ti)積密度。荷重軟化溫度和耐壓強度也有所降低(di),但不(bu)影(ying)響輕(qing)質保溫磚的(de)使用,因為在(zai)這一區間,物(wu)料(liao)的(de)熱負荷較(jiao)小,固體(ti)(ti)物(wu)料(liao)的(de)沖(chong)刷(shua)和磨(mo)損也較(jiao)輕(qing),因此(ci)在(zai)耐火材(cai)料(liao)配置上(shang),主(zhu)要考慮適抗堿侵蝕(shi)能(neng)力即可。
輕質耐火材料最早以焦爐保溫磚價格輕質粘土磚為主,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(nai)火隔熱(re)磚。本世紀初,耐(nai)火纖(xian)維技術發展較快,耐(nai)火纖(xian)維的(de)(de)壓成板、氈等定型材(cai)(cai)料工藝逐步完善且(qie)耐(nai)火纖(xian)維的(de)(de)溫(wen)度不斷(duan)提高,形成了目(mu)前的(de)(de)耐(nai)火纖(xian)維隔熱(re)材(cai)(cai)料系列產(chan)品。化學(xue)性(xing)質穩定,強度較高,可以(yi)抵抗爐窯局部(bu)機(ji)械震動(dong)不開裂,熱(re)效工作(zuo)時抗滲漏(lou)性(xing)能強,不易被金屬熔融液浸潤,不粘結,導(dao)熱(re)與膨(peng)脹(zhang)系數小,保證熱(re)工設備的(de)(de)穩定性(xing)。
氣化法生產德州輕質莫來石磚是指在配料中引入能夠起化學作用而產生氣體的物質,利用化學方法來獲得氣泡,從而產生出氣孔率低、密度小的磚。此方法生產工藝較泡沫法簡單,生產周期較長,成本較高,在實際生產中極少運用。一些特種耐火材料廠根據實際情況,可考慮采用添加物燒盡法生產輕質莫來石磚。添加物燒盡法生產焦爐保溫磚價格輕(qing)(qing)質莫來石(shi)磚,有三種(zhong)成形(xing)方法:振(zhen)動、澆注、手(shou)(shou)工(gong)搗打成型(xing)(xing)。振(zhen)動成型(xing)(xing)生產(chan)(chan)輕(qing)(qing)質莫來石(shi),周(zhou)期短,生產(chan)(chan)效率高,但(dan)質量(liang)(尤其是密度(du))較難(nan)控制(zhi);澆注成型(xing)(xing)周(zhou)期長(chang)、生產(chan)(chan)效率低、成本(模具成本)較高;手(shou)(shou)工(gong)搗打成型(xing)(xing)生產(chan)(chan)效率低、成本低、勞動強度(du)大,質量(liang)較難(nan)控制(zhi)。
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來應對該問題。一是歐洲的內壁氧化方式,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;二是國內開發的絕熱內壁方式,使用高鋁聚輕磚或氧化鋯的空心球或德州漂珠磚等低導熱材料預成型內壁,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,如莫來石、焦爐保溫磚價格尖晶石、鋯酸鈣等(deng)內襯材料的引入,因為無石墨或(huo)極大(da)地降低了(le)碳含量,從而對開澆熱沖(chong)擊不敏感,在一定程度(du)上也提高(gao)了(le)水口的抗熱震(zhen)性。
玻璃對焦爐保溫磚耐火材料的化學侵蝕,如果沒有物理侵蝕同時存在,則進行得十分緩慢。加料口附近的上部結構受到配合料粉塵的化學侵蝕。此處配合料粉塵的成分與玻璃液基本相同。也就是說此處耐火保溫磚與池壁磚受到的化學侵蝕基本相同。但是池壁磚受到的破壞比上部結構要嚴重得多。之所以出現這種差別,主要是物理侵蝕條件不同。池壁磚除了受到玻璃化學侵蝕外,還受到玻璃液流的沖刷作用這一物理侵蝕。液流的沖刷把化學侵蝕的生成物不斷沖走,因而使玻璃液能夠不斷對耐用的焦爐保溫磚價格耐火(huo)材料(liao)的新鮮表面進行化(hua)學(xue)侵(qin)(qin)蝕(shi)(shi)。這兩(liang)種侵(qin)(qin)蝕(shi)(shi)共同作(zuo)用(yong)的結(jie)果,使池壁磚損(sun)壞(huai)很快。但(dan)是(shi)上部(bu)結(jie)構(gou)只(zhi)受到(dao)與玻璃成分(fen)相同的配合(he)料(liao)粉(fen)塵侵(qin)(qin)蝕(shi)(shi),此處沒有液(ye)流的物(wu)理(li)侵(qin)(qin)蝕(shi)(shi)。所(suo)以(yi)化(hua)學(xue)侵(qin)(qin)蝕(shi)(shi)的生成物(wu)留在耐火(huo)材料(liao)的表面,這就(jiu)起到(dao)了保護(hu)作(zuo)用(yong),防(fang)止了配合(he)料(liao)粉(fen)塵對耐火(huo)材料(liao)的進一步侵(qin)(qin)蝕(shi)(shi)。由此可以(yi)看出化(hua)學(xue)侵(qin)(qin)蝕(shi)(shi)的破壞(huai)程(cheng)度與物(wu)理(li)侵(qin)(qin)蝕(shi)(shi)情況有很大(da)的關系(xi)。