窯爐用耐材包括窯爐的墻體和萱頂,一般分內外三層,內層為輕質保溫棉、氈、板等,中層為重質或浙江輕質保溫磚,外層以紅磚或低溫保溫磚為主。內層的輕質保溫層近幾年發展比較迅速,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。內層也有用耐用的高鋁聚輕磚輕(qing)質莫(mo)(mo)來(lai)石(shi)(shi)(shi)、高(gao)鋁等(deng)輕(qing)質磚(zhuan)或者(zhe)板(ban),以輕(qing)質氧化鋁、莫(mo)(mo)來(lai)石(shi)(shi)(shi)等(deng)空心(xin)球(qiu)磚(zhuan)為(wei)主體(ti)。中層的重質材料仍然采用低鋁高(gao)硅(gui)、高(gao)鋁低硅(gui)、莫(mo)(mo)來(lai)石(shi)(shi)(shi)磚(zhuan)與(yu)(yu)堇青石(shi)(shi)(shi)、焦(jiao)寶(bao)(bao)石(shi)(shi)(shi)與(yu)(yu)莫(mo)(mo)來(lai)石(shi)(shi)(shi)等(deng)材料制成(cheng)的重質材料為(wei)主。外層的低溫(wen)(wen)耐火(huo)材料主要(yao)以鋁礬土(tu)、焦(jiao)寶(bao)(bao)石(shi)(shi)(shi)、粘土(tu)等(deng)制作而成(cheng),相對(dui)鋁含量(liang)偏(pian)低,耐溫(wen)(wen)性能較差(cha)但價格較低。
此外,還要求晶相細小并均勻分布在玻璃相中,形成均勻致密的組織結構。焦爐隔熱磚表面不平整和裂紋會使侵蝕加劇,液面處的池壁磚和池壁磚砌縫處于易被玻璃液蝕損的地方,水平縫的蝕損比垂直縫嚴重,故要求砌體表面光滑,砲縫小,并要整塊立砌.煤氣與重油的燃燒產物及個別配合料組分的揮發物,也會腐蝕火焰空間、小爐、蓄熱室等處的高鋁聚輕磚耐火材料。高溫下不同筑爐材料之間會相互反應,以致損壞。如1600~1650℃黏土磚和硅磚會劇烈反應,高鋁磚和硅磚會起中等反應,浙江高鋁聚輕磚電(dian)熔鋯(gao)剛玉(yu)磚(zhuan)(zhuan)與硅磚(zhuan)(zhuan)會起劇烈反(fan)應(ying)(ying),嚴重共熔。電(dian)熔鋯(gao)剛玉(yu)磚(zhuan)(zhuan)與石(shi)英磚(zhuan)(zhuan)、白泡石(shi)起中(zhong)等反(fan)應(ying)(ying),而(er)與剛玉(yu)磚(zhuan)(zhuan)起接觸反(fan)應(ying)(ying)。所以,剛玉(yu)磚(zhuan)(zhuan)可用(yong)作過(guo)渡材料。
低導熱多層高鋁聚輕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浙江高鋁聚輕磚莫來(lai)石(shi)相(xiang)含(han)(han)量(liang),幾(ji)乎不(bu)含(han)(han)剛(gang)玉(yu)相(xiang),其(qi)保溫(wen)層(ceng)具(ju)備比工作層(ceng)更低的(de)導(dao)熱(re)系(xi)數,且與(yu)工作層(ceng)具(ju)有良好的(de)結合性(xing)、較高(gao)(gao)的(de)強度(du)及耐磨(mo)性(xing)。隔(ge)熱(re)層(ceng)選用含(han)(han)鋯纖(xian)(xian)維板(ban),因(yin)含(han)(han)鋯纖(xian)(xian)維板(ban)在(zai)不(bu)同(tong)溫(wen)度(du)下的(de)導(dao)熱(re)系(xi)數(見表1)都處于較低位置,同(tong)時在(zai)高(gao)(gao)溫(wen)下的(de)收縮率也是較低[1]。因(yin)此低導(dao)熱(re)多層(ceng)復合莫來(lai)石(shi)磚具(ju)有高(gao)(gao)強度(du)、高(gao)(gao)耐磨(mo)、高(gao)(gao)抗蝕(shi)、高(gao)(gao)荷重軟化溫(wen)度(du)以及優良的(de)抗熱(re)震性(xing)能,完全滿足了大中型水泥回轉窯生產(chan)工藝的(de)要(yao)求,同(tong)時由于其(qi)具(ju)有低導(dao)熱(re)的(de)特(te)性(xing),使得(de)筒(tong)體外表溫(wen)度(du)降低,減少(shao)了噸熟料原煤消耗,同(tong)時延(yan)長了筒(tong)體使用壽命,從而(er)能為水泥企(qi)業帶來(lai)較大的(de)社會經(jing)濟效益。
耐用的耐火保溫磚優良的抗熱震性。水口使用前一般預熱到1100℃,而連鑄開澆鋼水溫度高達1500℃,水口需在1s內承受開澆熱震溫差400℃。抗結晶器保護渣侵蝕性好。渣線部位用鋯碳材料因ZrO2的引入,其耐渣蝕性增強,但鋯碳材料因其較低的碳含量及ZrO2的相變又存在熱震炸裂風險,因此要求預熱后不能降溫太快。同時,因耐用的高鋁聚輕磚價格鋯碳(tan)材(cai)料如果與內孔(kong)鋼(gang)水(shui)直接接觸,因(yin)其石(shi)墨(mo)含量(liang)及結合(he)強(qiang)度較低,在高速鋼(gang)流的沖刷下會被快速熔(rong)損(sun),所以必(bi)須(xu)與本體鋁碳(tan)材(cai)料或(huo)內襯材(cai)料配合(he)使用(yong)。抗鋼(gang)液侵蝕(shi)性好(hao),尤其是內孔(kong)部(bu)分(fen),既要(yao)抗鋼(gang)水(shui)沖刷,又要(yao)耐化(hua)學侵蝕(shi)。浸(jin)在結晶器中的本體部(bu)分(fen)很少被侵蝕(shi),這也(ye)是選擇(ze)鋁碳(tan)質浸(jin)入式水(shui)口的主要(yao)原因(yin)。