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,中層為重質或長治輕質保溫磚,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。內層也有用性價比高的輕質莫來石磚輕(qing)質(zhi)(zhi)莫(mo)來石(shi)、高鋁(lv)等輕(qing)質(zhi)(zhi)磚(zhuan)或者板,以輕(qing)質(zhi)(zhi)氧化鋁(lv)、莫(mo)來石(shi)等空(kong)心球(qiu)磚(zhuan)為主(zhu)體。中層的(de)重質(zhi)(zhi)材(cai)料(liao)(liao)(liao)仍然(ran)采用(yong)低(di)(di)鋁(lv)高硅、高鋁(lv)低(di)(di)硅、莫(mo)來石(shi)磚(zhuan)與(yu)堇青石(shi)、焦寶(bao)石(shi)與(yu)莫(mo)來石(shi)等材(cai)料(liao)(liao)(liao)制成的(de)重質(zhi)(zhi)材(cai)料(liao)(liao)(liao)為主(zhu)。外層的(de)低(di)(di)溫(wen)耐(nai)火材(cai)料(liao)(liao)(liao)主(zhu)要以鋁(lv)礬土(tu)、焦寶(bao)石(shi)、粘(zhan)土(tu)等制作而成,相對鋁(lv)含量偏低(di)(di),耐(nai)溫(wen)性(xing)能較(jiao)差但價格較(jiao)低(di)(di)。
料粉對耐火材料的蝕損作用主要表現在粉料高溫蒸發的堿性蒸氣對耐火材料的侵蝕,如長治隔熱磚表面的熔蝕、內部的“鼠洞”等,以及格子磚中的反霞石化作用等。再者,粉料中超細粉的飛料在蓄熱室格子體中集聚,形成瘤子,堵塞格子孔,嚴重時造成格子磚倒塌、損毀,被迫熱修。蝕損作用隨溫度升高而加劇,熔化溫度每提高50~60℃就會使使用期限縮短約一年。前臉墻、加料口、熔化部前部空間、池壁、小爐、蓄熱室上層格子體等部位都會受到料粉的蝕損。玻璃液對輕質莫來石磚廠家耐火材料的(de)(de)蝕損作用比料粉要小(xiao)(xiao)得(de)多,玻璃液與(yu)耐火材料界面(mian)(mian)層上的(de)(de)相反應是復雜的(de)(de)。玻璃液首先溶(rong)解耐火材料中(zhong)的(de)(de)游離(li)的(de)(de)SO?。莫(mo)來石(shi)的(de)(de)溶(rong)解速度較小(xiao)(xiao),它聚集到玻璃液和耐火材料的(de)(de)界面(mian)(mian)上,雖然小(xiao)(xiao)結(jie)晶的(de)(de)莫(mo)來石(shi)溶(rong)解了,但(dan)在使用時大結(jie)晶的(de)(de)莫(mo)來石(shi)甚至有(you)了增長。
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長治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、輕質莫來石磚廠家尖晶石(shi)、鋯酸鈣等內襯材(cai)料的(de)引入,因(yin)為無石(shi)墨或極大地降低了碳含量,從而對開澆熱沖擊不敏感,在一定程度(du)上(shang)也(ye)提高了水(shui)口的(de)抗(kang)熱震(zhen)性(xing)。
長治莫來石磚在現代陶瓷窯爐中應用最為廣泛,主要因為其質輕、施工方便等特點,操作起來比較容易。建筑衛生陶瓷隧道窯、輥道窯、和其它陶瓷行業常用的推板窯等一些長形窯爐,由于有預熱帶、燒成帶、保溫帶、冷卻帶等,根據不同段的不同溫度合理使用輕質耐火材料對窯爐的節能尤其重要。輕質耐火材料近幾年發展迅速,尤其以輕質莫來石磚廠家輕質(zhi)莫來(lai)石磚、高(gao)鋁莫來(lai)石磚、莫來(lai)石纖(xian)維和高(gao)鋁莫來(lai)石纖(xian)維等發展(zhan)較快,為建筑衛生陶(tao)(tao)瓷的(de)(de)窯(yao)爐節(jie)能(neng)提(ti)供了必要的(de)(de)材(cai)料(liao)保障。陶(tao)(tao)瓷窯(yao)爐用重質(zhi)耐火材(cai)料(liao)與玻璃工業類似,主要以酸(suan)性磚、中(zhong)性磚和部(bu)分特種磚為主,選磚的(de)(de)依據(ju)主要根據(ju)窯(yao)爐的(de)(de)燒成溫度(du)、氣氛和熔融材(cai)料(liao)的(de)(de)腐蝕性、酸(suan)堿性等決(jue)定(ding)。
抗鋼液侵蝕性越高越好,尤其是棒頭材料。這是因為棒頭區域承受高湍流鋼水的持續沖刷侵蝕,蝕損較快會導致控流不好或失控終澆。現多采用長治隔熱耐火磚或鋯碳復合料(適用于大多數碳素鋼)及鎂碳料。性價比高的輕質莫來石磚廠家高(gao)溫(wen)強度(du)指標(biao)要(yao)求不高(gao),因為塞(sai)棒壁相對較厚(hou),有足(zu)夠強度(du),故而(er)幾乎所有廠家均把(ba)生產過程(cheng)中的廢品、廢料(liao)、車削(xue)料(liao)、集塵回(hui)收(shou)料(liao)經過破碎、分篩、烘烤(或燒成除碳)回(hui)加進(jin)塞(sai)棒本體料(liao),可以引入50%(w)左右。由于塞(sai)棒使用中需要(yao)垂直固(gu)定,且進(jin)行高(gao)頻(pin)往復沖動(dong),對強度(du)也有最低(di)要(yao)求,一般而(er)論(lun),本體材料(liao)燒后(hou)常(chang)溫(wen)抗折強度(du)不得低(di)于4MPa。