玻璃液沿著輕質高鋁磚耐火材料流動時具有滴水穿石的功效,把耐火材料磨出一條條溝槽,這是機械磨損。主要磨損部位在玻璃液面處。另外,在循環液流流動處(特別是液流紊亂處)也明顯可見。當液面波動及液流變化(如受溫度波動影響)時,磨損加劇。物理侵蝕與時間、溫度有很大的關系。物理侵蝕最重要的是玻璃液流的沖刷作用和隔熱磚。在高溫區,熔融玻璃液流的沖刷作用會使化學侵蝕速率成倍增加。在低溫區域,化學侵蝕很小,主要是液流沖刷的物理侵蝕。在熔化池高溫區,玻璃流黏度低,液流強烈。尤其是使用電助熔和鼓泡以后,液流更為強烈。強烈的沖刷作用與化學侵蝕配合會對耐用的輕質高鋁磚廠家耐火(huo)材料造(zao)成(cheng)很大的(de)破壞。
由于耐用的隔熱耐火磚具有如下特點:使用溫度高,可以在1300℃長時間使用,非金屬材料具有很強的耐酸堿侵蝕性能,不會出現金屬錨固件在高溫下的氧化、開焊而引起耐火材料剝落的現象;與耐火材料有相近的導熱系數,減少由于耐用的輕質高鋁磚漂珠磚的(de)(de)(de)體積變化差異產生的(de)(de)(de)應力;由于(yu)陶瓷錨固件代替(ti)金屬錨固件減少了(le)(le)熱橋效應,使整(zheng)體導熱性(xing)能降低,因此(ci)節能效果(guo)也明顯增強。篦冷(leng)機矮(ai)墻(qiang)(qiang)要長期承(cheng)受300-1450℃的(de)(de)(de)高溫(wen)熟料顆粒的(de)(de)(de)沖(chong)刷(shua),同時(shi)跟冷(leng)熱空(kong)氣交替(ti)接(jie)觸,使矮(ai)墻(qiang)(qiang)損壞較快。目前采用(yong)矮(ai)墻(qiang)(qiang)整(zheng)體預(yu)制(zhi)的(de)(de)(de)方法進行(xing)制(zhi)作(zuo),這種方法有可以快速安裝、實現復(fu)雜形狀制(zhi)作(zuo)、免受水泥廠(chang)施(shi)工環境影響,而且制(zhi)作(zuo)過程給予充分的(de)(de)(de)養(yang)護和烘烤可以達(da)到(dao)最佳的(de)(de)(de)耐火(huo)材料性(xing)能。因此(ci)可以大(da)大(da)提高砌(qi)墻(qiang)(qiang)的(de)(de)(de)使用(yong)壽命。更重要的(de)(de)(de)是矮(ai)墻(qiang)(qiang)砌(qi)塊(kuai)采用(yong)了(le)(le)輕質(zhi)和重質(zhi)材料復(fu)合,因此(ci)降低了(le)(le)耐火(huo)襯體的(de)(de)(de)導熱系數(shu),達(da)到(dao)了(le)(le)良好的(de)(de)(de)節能效果(guo)。
輕質耐火材料最早以輕質高鋁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(nai)火(huo)隔熱(re)磚。本世(shi)紀(ji)初(chu),耐(nai)火(huo)纖(xian)維技術發展較(jiao)快,耐(nai)火(huo)纖(xian)維的壓成(cheng)板、氈等(deng)定型材料工(gong)藝逐步(bu)完善且耐(nai)火(huo)纖(xian)維的溫度不(bu)斷(duan)提(ti)高,形成(cheng)了目前的耐(nai)火(huo)纖(xian)維隔熱(re)材料系列產品。化學性質穩定,強度較(jiao)高,可以抵抗爐窯局(ju)部(bu)機械震動不(bu)開(kai)裂,熱(re)效工(gong)作時抗滲漏性能強,不(bu)易被金屬熔融液浸潤,不(bu)粘結,導熱(re)與(yu)膨(peng)脹系數小,保證熱(re)工(gong)設備的穩定性。
低導熱多層輕質高鋁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秦皇島輕質高鋁磚莫(mo)來(lai)(lai)石(shi)相含(han)量,幾乎不(bu)含(han)剛玉相,其(qi)保(bao)溫(wen)(wen)層具備比工(gong)作層更低的(de)(de)導(dao)熱(re)系數,且與工(gong)作層具有(you)良(liang)好的(de)(de)結合性、較(jiao)(jiao)高(gao)的(de)(de)強度及耐磨(mo)性。隔熱(re)層選用含(han)鋯(gao)纖(xian)維板,因(yin)含(han)鋯(gao)纖(xian)維板在(zai)不(bu)同(tong)溫(wen)(wen)度下的(de)(de)導(dao)熱(re)系數(見(jian)表(biao)1)都處于(yu)較(jiao)(jiao)低位置,同(tong)時在(zai)高(gao)溫(wen)(wen)下的(de)(de)收縮率也是較(jiao)(jiao)低[1]。因(yin)此低導(dao)熱(re)多層復合莫(mo)來(lai)(lai)石(shi)磚具有(you)高(gao)強度、高(gao)耐磨(mo)、高(gao)抗蝕、高(gao)荷重(zhong)軟化溫(wen)(wen)度以(yi)及優良(liang)的(de)(de)抗熱(re)震性能(neng),完全滿足了(le)大(da)中型水(shui)泥(ni)回轉窯生產工(gong)藝的(de)(de)要求,同(tong)時由于(yu)其(qi)具有(you)低導(dao)熱(re)的(de)(de)特性,使(shi)得筒體外表(biao)溫(wen)(wen)度降(jiang)低,減少(shao)了(le)噸熟料原煤消(xiao)耗,同(tong)時延長(chang)了(le)筒體使(shi)用壽命,從而能(neng)為水(shui)泥(ni)企業帶(dai)來(lai)(lai)較(jiao)(jiao)大(da)的(de)(de)社會經(jing)濟效益。
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,中層為重質或秦皇島輕質保溫磚,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。內層也有用耐用的輕質高鋁磚輕(qing)質(zhi)莫來(lai)石(shi)、高鋁(lv)等(deng)輕(qing)質(zhi)磚(zhuan)或者板,以輕(qing)質(zhi)氧化鋁(lv)、莫來(lai)石(shi)等(deng)空心球磚(zhuan)為主(zhu)體。中層(ceng)的(de)(de)(de)重(zhong)質(zhi)材料仍然采用低鋁(lv)高硅、高鋁(lv)低硅、莫來(lai)石(shi)磚(zhuan)與堇(jin)青石(shi)、焦寶(bao)石(shi)與莫來(lai)石(shi)等(deng)材料制成的(de)(de)(de)重(zhong)質(zhi)材料為主(zhu)。外層(ceng)的(de)(de)(de)低溫耐(nai)火(huo)材料主(zhu)要以鋁(lv)礬土、焦寶(bao)石(shi)、粘(zhan)土等(deng)制作而(er)成,相對鋁(lv)含量(liang)偏低,耐(nai)溫性能較差但價格較低。
在形成輕質高鋁磚莫來石晶體后,晶體的發育對于產品的性能影響也很大。產品的性能隨著晶粒的尺寸增大而提高,但晶粒尺寸達到一定數值后,晶粒尺寸進一步增加反而對于產品性能有所削弱。不過對于快燒的建陶產品而言,發育過大的晶粒尺寸的影響是微乎其微,因為燒成制度中并沒有足夠的時間讓晶體得到良好的發育長大。我們所要注意的是,如在釉料中引入高純結晶產品時,需要控制其晶粒尺寸。許多的氧化物或礦化劑對莫來石磚的形成有促進作用,其中MgO和FeO對黏土礦物轉化成秦皇島耐用的輕質高鋁磚莫(mo)來石(shi)晶體的(de)過程影響最大,可以有效(xiao)降低(di)莫(mo)來石(shi)的(de)合(he)成溫度,MgO和(he)FeO對莫(mo)來石(shi)化(hua)的(de)礦化(hua)作用(yong)(yong)主(zhu)要是通過液相發揮效(xiao)用(yong)(yong)。