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,中層為重質或邯鄲輕質保溫磚,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。內層也有用耐用的硅藻土磚輕(qing)質莫(mo)來石(shi)(shi)(shi)、高鋁(lv)等輕(qing)質磚(zhuan)或(huo)者板(ban),以輕(qing)質氧化鋁(lv)、莫(mo)來石(shi)(shi)(shi)等空心球(qiu)磚(zhuan)為主(zhu)體。中層的重質材料(liao)仍然采用低(di)鋁(lv)高硅、高鋁(lv)低(di)硅、莫(mo)來石(shi)(shi)(shi)磚(zhuan)與(yu)堇(jin)青石(shi)(shi)(shi)、焦寶(bao)石(shi)(shi)(shi)與(yu)莫(mo)來石(shi)(shi)(shi)等材料(liao)制成(cheng)的重質材料(liao)為主(zhu)。外層的低(di)溫(wen)耐火材料(liao)主(zhu)要以鋁(lv)礬土、焦寶(bao)石(shi)(shi)(shi)、粘土等制作而成(cheng),相對(dui)鋁(lv)含量偏低(di),耐溫(wen)性能(neng)較差(cha)但價格較低(di)。
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,邯鄲硅藻土磚重(zhong)質(zhi)(zhi)磚基本上(shang)在建筑(zhu)衛生陶瓷的(de)隧(sui)道窯(yao)(yao)(yao)、軌道窯(yao)(yao)(yao)等(deng)除非有(you)特(te)殊需求外不(bu)再使用(yong)。而(er)在耐(nai)(nai)腐(fu)蝕的(de)窯(yao)(yao)(yao)爐(lu)如熔(rong)塊窯(yao)(yao)(yao)、做色料(liao)的(de)梭式窯(yao)(yao)(yao)、回轉窯(yao)(yao)(yao)等(deng)領域仍然使用(yong)重(zhong)質(zhi)(zhi)耐(nai)(nai)火(huo)(huo)材(cai)(cai)(cai)料(liao)。目的(de)是(shi)(shi)為了不(bu)至于掉(diao)渣、抗腐(fu)蝕強度(du)好。特(te)別是(shi)(shi)熔(rong)塊窯(yao)(yao)(yao),物料(liao)直接和(he)隔熱耐(nai)(nai)火(huo)(huo)磚接觸,更(geng)應(ying)該謹慎選擇重(zhong)質(zhi)(zhi)耐(nai)(nai)火(huo)(huo)材(cai)(cai)(cai)料(liao),尤其是(shi)(shi)材(cai)(cai)(cai)質(zhi)(zhi)、密度(du)和(he)導熱系(xi)數等(deng)。這類窯(yao)(yao)(yao)爐(lu)的(de)特(te)點恰恰和(he)隧(sui)道窯(yao)(yao)(yao)、軌道窯(yao)(yao)(yao)相反,一般重(zhong)質(zhi)(zhi)耐(nai)(nai)火(huo)(huo)材(cai)(cai)(cai)料(liao)在內層(ceng)(ceng)而(er)重(zhong)質(zhi)(zhi)耐(nai)(nai)火(huo)(huo)材(cai)(cai)(cai)料(liao)和(he)保溫材(cai)(cai)(cai)料(liao)在中外層(ceng)(ceng)。
耐用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,耐用的硅藻土磚塞棒多隨(sui)中(zhong)間(jian)包一起(qi)預(yu)熱也(ye)降低(di)了其(qi)熱震性要求。
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邯鄲硅藻土磚輕質耐磨磚,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,與其他邯鄲硅藻土磚磚種性(xing)能對比(bi),輕質(zhi)耐磨(mo)磚有(you)較低的(de)(de)(de)導熱系數和(he)較低的(de)(de)(de)體積密(mi)度(du)。荷重軟化(hua)溫(wen)度(du)和(he)耐壓強度(du)也(ye)有(you)所降低,但不影響輕質(zhi)保溫(wen)磚的(de)(de)(de)使用,因為(wei)在(zai)這(zhe)一區(qu)間,物料(liao)的(de)(de)(de)熱負荷較小(xiao),固體物料(liao)的(de)(de)(de)沖刷和(he)磨(mo)損也(ye)較輕,因此在(zai)耐火(huo)材(cai)料(liao)配置上,主要考慮適抗堿侵(qin)蝕(shi)能力即可。
輕質耐火材料最早以硅藻土磚哪家好輕質粘土磚為主,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,形成了耐用的耐火隔熱磚。本世紀初,耐火纖(xian)維(wei)(wei)技術(shu)發展(zhan)較快,耐火纖(xian)維(wei)(wei)的(de)壓成(cheng)板(ban)、氈等定型(xing)材(cai)料(liao)工(gong)藝逐步完善且耐火纖(xian)維(wei)(wei)的(de)溫度不(bu)(bu)斷(duan)提高,形成(cheng)了目前的(de)耐火纖(xian)維(wei)(wei)隔熱材(cai)料(liao)系列(lie)產品(pin)。化學性質穩定,強度較高,可以抵抗(kang)爐(lu)窯局部機械震動不(bu)(bu)開裂,熱效(xiao)工(gong)作(zuo)時抗(kang)滲漏性能強,不(bu)(bu)易被金屬熔(rong)融液浸潤,不(bu)(bu)粘結,導熱與膨脹系數小,保證熱工(gong)設備的(de)穩定性。