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耐火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、擴散向海南耐火保溫磚耐火材料(liao)氣孔內滲透。尤其是(shi)當上(shang)部結(jie)構砌體有龜裂和未充滿泥漿的(de)(de)(de)砌縫時,會(hui)給耐火材料(liao)造成很(hen)大的(de)(de)(de)破壞(huai)。隨著池爐技術的(de)(de)(de)進步,蓄(xu)熱(re)室的(de)(de)(de)高度不(bu)斷增(zeng)加,格子(zi)體自重對(dui)于下層格子(zi)磚(zhuan)及爐條碹(xuan)的(de)(de)(de)壓(ya)力很(hen)大,當化學侵蝕將其損(sun)壞(huai)后,在損(sun)壞(huai)部位由于應力集(ji)中而(er)破壞(huai),結(jie)果會(hui)導(dao)致整個格子(zi)體的(de)(de)(de)倒塌。
耐用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,海南耐火保溫磚重質(zhi)磚基(ji)本上在(zai)建筑(zhu)衛(wei)生陶瓷的(de)(de)隧道窯(yao)(yao)、軌道窯(yao)(yao)等除非有(you)特殊需求外不(bu)再使(shi)用。而在(zai)耐(nai)(nai)腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)窯(yao)(yao)爐如熔塊窯(yao)(yao)、做色料(liao)(liao)的(de)(de)梭(suo)式窯(yao)(yao)、回轉窯(yao)(yao)等領(ling)域仍然使(shi)用重質(zhi)耐(nai)(nai)火(huo)(huo)(huo)材料(liao)(liao)。目的(de)(de)是為了不(bu)至于掉渣、抗腐蝕(shi)(shi)強度好。特別是熔塊窯(yao)(yao),物料(liao)(liao)直接(jie)和隔熱耐(nai)(nai)火(huo)(huo)(huo)磚接(jie)觸,更應(ying)該謹慎選擇重質(zhi)耐(nai)(nai)火(huo)(huo)(huo)材料(liao)(liao),尤其是材質(zhi)、密度和導熱系數等。這類窯(yao)(yao)爐的(de)(de)特點恰(qia)恰(qia)和隧道窯(yao)(yao)、軌道窯(yao)(yao)相反,一般重質(zhi)耐(nai)(nai)火(huo)(huo)(huo)材料(liao)(liao)在(zai)內層(ceng)而重質(zhi)耐(nai)(nai)火(huo)(huo)(huo)材料(liao)(liao)和保溫材料(liao)(liao)在(zai)中外層(ceng)。
熔融玻璃與耐用的耐火保溫磚的反應造成的侵蝕,這種侵蝕以與玻璃液接觸的池壁磚為代表。玻璃中最重要的是鈉鈣硅玻璃。一般的瓶罐玻璃和平板玻璃都屬于這一類。這種玻璃中以SO?為主要成分,含量在70%左右,Na?O含量15%左右,CaO含量在10%左右,還有少量的Al?O?和MgO。為了改善玻璃的性能,以鈉鈣硅玻璃為基礎可以引入氧化物。這些玻璃雖然種類較多,但都可以簡化為SO?含量、堿金屬氧化物含量和堿土金屬氧化物含量(CaO+MgO+BaO)來考慮。只要上述三種氧化物含量基本相同,則對耐火材料的化學侵蝕也基本相同。但是硼硅玻璃對耐火保溫磚廠家耐火(huo)材(cai)料的(de)(de)化(hua)學侵(qin)蝕(shi)與鈉鈣硅玻璃不同。尤其是低堿(jian)或無堿(jian)硼(peng)硅玻璃,其酸性氧化(hua)物含量高,熔化(hua)溫度也(ye)高。因(yin)此要使用(yong)特(te)殊的(de)(de)耐火(huo)材(cai)料。
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海南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、耐火保溫磚廠家尖晶(jing)石、鋯酸(suan)鈣(gai)等內襯材料(liao)的(de)引入,因為無石墨或極大地降(jiang)低(di)了(le)碳含量,從而對開(kai)澆熱沖擊不敏感,在一定(ding)程度(du)上(shang)也提(ti)高了(le)水口的(de)抗(kang)熱震性(xing)。
連鑄功能耐火材料以含碳為其特色,這是由海南耐火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磚對緊密的(de)(de)(de)(de)(de)氧化物(wu)陶瓷基(ji)質(zhi)及結合網絡起到了阻斷隔(ge)離(li)作用(yong),就(jiu)像氣(qi)孔(kong)(kong)一樣(yang),使熱應(ying)力掉進了“黑洞(dong)”,因(yin)而(er)能夠(gou)阻止裂紋擴展,其比氣(qi)孔(kong)(kong)絕熱更(geng)可貴的(de)(de)(de)(de)(de)一點(dian)是(shi),不(bu)(bu)對熔(rong)(rong)渣潤濕,不(bu)(bu)會吸收液(ye)渣“填坑”。要說明(ming)的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi),不(bu)(bu)同于常見的(de)(de)(de)(de)(de)金屬及其氧化物(wu)等,石墨(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)熱導率(lv)隨(sui)溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)升高(gao)反而(er)降低(di),在極(ji)高(gao)溫(wen)度(du)(du)下趨(qu)于不(bu)(bu)導熱狀態,這對石墨(mo)作為連鑄(zhu)功能耐火(huo)材(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)也大有裨益(yi),在持續高(gao)溫(wen)應(ying)用(yong)條件下可以使材(cai)料保持基(ji)本恒(heng)定的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)梯(ti)度(du)(du)。增(zeng)強抗侵蝕(shi)性,因(yin)其對渣、熔(rong)(rong)劑及鋼水(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)潤濕性,不(bu)(bu)僅自身(shen)不(bu)(bu)容易被侵蝕(shi),還進而(er)能夠(gou)保護包裹纏繞的(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)質(zhi)顆粒。另外(wai),就(jiu)是(shi)石墨(mo)特異的(de)(de)(de)(de)(de)耐高(gao)溫(wen)性能,與一般(ban)耐高(gao)溫(wen)材(cai)料不(bu)(bu)同,石墨(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)(du)是(shi)隨(sui)溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)升高(gao)而(er)增(zeng)高(gao),這也賦予基(ji)質(zhi)顆粒乃(nai)至基(ji)體材(cai)料較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)抗侵蝕(shi)性。