性價比高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,湖北硅藻土保溫磚重(zhong)質(zhi)(zhi)磚基本上在(zai)建筑衛生陶(tao)瓷的(de)(de)隧道(dao)窯、軌(gui)(gui)道(dao)窯等除非有特(te)殊需求(qiu)外不(bu)再使(shi)用。而(er)在(zai)耐(nai)(nai)(nai)(nai)腐(fu)蝕的(de)(de)窯爐如熔塊(kuai)窯、做(zuo)色料(liao)的(de)(de)梭式窯、回轉窯等領域仍然使(shi)用重(zhong)質(zhi)(zhi)耐(nai)(nai)(nai)(nai)火材料(liao)。目的(de)(de)是為了不(bu)至(zhi)于掉(diao)渣、抗腐(fu)蝕強度好(hao)。特(te)別是熔塊(kuai)窯,物料(liao)直接和隔熱耐(nai)(nai)(nai)(nai)火磚接觸(chu),更應該謹慎(shen)選擇重(zhong)質(zhi)(zhi)耐(nai)(nai)(nai)(nai)火材料(liao),尤(you)其是材質(zhi)(zhi)、密度和導(dao)熱系數等。這類(lei)窯爐的(de)(de)特(te)點恰恰和隧道(dao)窯、軌(gui)(gui)道(dao)窯相(xiang)反,一般重(zhong)質(zhi)(zhi)耐(nai)(nai)(nai)(nai)火材料(liao)在(zai)內層而(er)重(zhong)質(zhi)(zhi)耐(nai)(nai)(nai)(nai)火材料(liao)和保(bao)溫材料(liao)在(zai)中(zhong)外層。
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湖北硅藻土保溫磚輕質耐磨磚,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,與其他湖北硅藻土保溫磚磚種性能對比,輕質耐(nai)(nai)磨磚有較(jiao)低的(de)(de)導熱系數和(he)較(jiao)低的(de)(de)體積密度。荷重軟化(hua)溫度和(he)耐(nai)(nai)壓強度也有所降(jiang)低,但不影響輕質保溫磚的(de)(de)使用,因為在這一區間(jian),物(wu)料(liao)的(de)(de)熱負荷較(jiao)小(xiao),固體物(wu)料(liao)的(de)(de)沖刷和(he)磨損也較(jiao)輕,因此(ci)在耐(nai)(nai)火材(cai)料(liao)配置上,主要(yao)考慮適抗(kang)堿(jian)侵蝕能力即可。
性價比高的隔熱磚的產品性能好,塞棒水口的沉積堵塞比內孔部位侵蝕問題更嚴重、更為普遍,尤其是對于鋁鎮靜鋼的澆注。目前,對于堵塞問題通過改變材質和流態是較理想的技術路線。高溫強度要求特別重要,比長水口、塞棒要求高。鋼水沖擊不能掉底,鋼水擺動不能折斷。理論上要求在高溫抗折強度達到2.5MPa,生產實際中控制燒后常溫抗折強度不得低于6MPa。整體塞棒較好的抗熱震性,但不如浸入式水口及長水口要求苛刻,因為塞棒僅是外部浸入鋼水而非內孔,傳熱由外及內;另外,性價比高的硅藻土保溫磚塞棒多(duo)隨中間包(bao)一起預熱(re)(re)也降低了(le)其熱(re)(re)震性要求。
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湖北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、硅藻土保溫磚廠家尖晶石、鋯酸鈣等內(nei)襯材料(liao)的引入,因為無石墨或極大地降低了(le)碳含量,從而對開(kai)澆熱沖擊不(bu)敏(min)感,在一定程度上也(ye)提(ti)高了(le)水口的抗(kang)熱震(zhen)性。
玻璃和配合料的揮發物在池爐的上部空間和蓄熱室中部都存在,對這些部位的耐火保溫磚進行化學侵蝕。揮發物的成分主要是硅藻土保溫磚堿金屬氧化物的化合物和硼的化合物,還有氟化物、氯化物和硫的化合物。這些揮發物除以氣相狀態與耐火材料發生化學反應外,在溫度低時還會凝結成液相與耐火材料發生化學反應。其中鈉的化合物在1400℃。時就會冷凝。這些冷凝液體通過浸潤、擴散向湖北硅藻土保溫磚耐火(huo)材料氣孔內滲透。尤其是當(dang)(dang)上部(bu)結(jie)構砌體(ti)有(you)龜裂和未充(chong)滿泥(ni)漿的(de)砌縫(feng)時,會(hui)給耐火(huo)材料造成很(hen)大的(de)破壞(huai)(huai)。隨著(zhu)池(chi)爐(lu)技術的(de)進(jin)步,蓄熱(re)室(shi)的(de)高度不斷增加(jia),格子體(ti)自重對于下層格子磚及爐(lu)條碹的(de)壓力很(hen)大,當(dang)(dang)化學侵蝕將其損壞(huai)(huai)后,在(zai)損壞(huai)(huai)部(bu)位(wei)由(you)于應力集(ji)中而(er)破壞(huai)(huai),結(jie)果會(hui)導致整個格子體(ti)的(de)倒塌。