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運城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、焦爐隔熱磚廠家尖晶(jing)石(shi)、鋯酸鈣等內襯材料的引入,因為無石(shi)墨或極大地降低了碳含量,從而對開(kai)澆熱(re)沖擊不敏感,在一定程度上也提高(gao)了水口的抗熱(re)震性。
在形成焦爐隔熱磚莫來石晶體后,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對黏土礦物轉化成運城性價比高的焦爐隔熱磚莫來石晶體的過程影響最大,可(ke)以(yi)有(you)效(xiao)降(jiang)低(di)莫來石的合成溫度,MgO和(he)FeO對(dui)莫來石化的礦化作用主要是通(tong)過液相發揮效(xiao)用。
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,中層為重質或運城輕質保溫磚,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焦爐隔熱磚輕質(zhi)(zhi)(zhi)莫(mo)來(lai)石(shi)、高(gao)鋁(lv)等輕質(zhi)(zhi)(zhi)磚(zhuan)(zhuan)或者板,以(yi)(yi)輕質(zhi)(zhi)(zhi)氧化鋁(lv)、莫(mo)來(lai)石(shi)等空(kong)心球磚(zhuan)(zhuan)為主(zhu)體。中層的重質(zhi)(zhi)(zhi)材料(liao)仍然采(cai)用(yong)低(di)鋁(lv)高(gao)硅(gui)(gui)、高(gao)鋁(lv)低(di)硅(gui)(gui)、莫(mo)來(lai)石(shi)磚(zhuan)(zhuan)與堇青石(shi)、焦寶(bao)石(shi)與莫(mo)來(lai)石(shi)等材料(liao)制(zhi)(zhi)成的重質(zhi)(zhi)(zhi)材料(liao)為主(zhu)。外(wai)層的低(di)溫耐火(huo)材料(liao)主(zhu)要以(yi)(yi)鋁(lv)礬土(tu)、焦寶(bao)石(shi)、粘土(tu)等制(zhi)(zhi)作而成,相對鋁(lv)含量偏低(di),耐溫性能較差但價格較低(di)。
玻璃對焦爐隔熱磚耐火材料的化學侵蝕,如果沒有物理侵蝕同時存在,則進行得十分緩慢。加料口附近的上部結構受到配合料粉塵的化學侵蝕。此處配合料粉塵的成分與玻璃液基本相同。也就是說此處耐火保溫磚與池壁磚受到的化學侵蝕基本相同。但是池壁磚受到的破壞比上部結構要嚴重得多。之所以出現這種差別,主要是物理侵蝕條件不同。池壁磚除了受到玻璃化學侵蝕外,還受到玻璃液流的沖刷作用這一物理侵蝕。液流的沖刷把化學侵蝕的生成物不斷沖走,因而使玻璃液能夠不斷對性價比高的焦爐隔熱磚廠家耐火(huo)材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)新鮮表(biao)面進行化(hua)學(xue)(xue)侵(qin)(qin)蝕(shi)(shi)。這(zhe)兩(liang)種(zhong)侵(qin)(qin)蝕(shi)(shi)共同作(zuo)用的(de)(de)(de)結(jie)果,使(shi)池壁磚損(sun)壞很(hen)快。但是上(shang)部結(jie)構(gou)只(zhi)受到與玻(bo)璃成分相同的(de)(de)(de)配合料(liao)(liao)粉(fen)塵(chen)侵(qin)(qin)蝕(shi)(shi),此(ci)(ci)處沒有(you)液流的(de)(de)(de)物理(li)侵(qin)(qin)蝕(shi)(shi)。所以化(hua)學(xue)(xue)侵(qin)(qin)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)生成物留在耐火(huo)材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)表(biao)面,這(zhe)就起到了保護作(zuo)用,防止了配合料(liao)(liao)粉(fen)塵(chen)對(dui)耐火(huo)材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)進一步侵(qin)(qin)蝕(shi)(shi)。由此(ci)(ci)可以看出化(hua)學(xue)(xue)侵(qin)(qin)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)破壞程(cheng)度與物理(li)侵(qin)(qin)蝕(shi)(shi)情況有(you)很(hen)大(da)的(de)(de)(de)關系。
高堿玻璃具有較低的黏度,硼硅酸鹽玻璃的表面張力小,所以,它們的侵蝕作用就劇烈。提高熔制溫度會降低熔融玻璃液的黏度和表面張力,從而也加速了侵蝕作用。含硼酸、磷酸、氟、鋁、鋇化合物的玻璃液,對隔熱磚有劇烈的侵蝕作用,強烈的玻璃液對流和不穩定的液面會把保護層沖刷掉,加速蝕損。對性價比高的焦爐隔熱磚耐火材料本身來說,蝕損程度主要與它的化學組成、礦物組成和結構狀態有關。一般耐火材料的結構都是由一個或多個晶相、玻璃相和氣相組成的。氣孔,特別是開口氣孔,是侵蝕劑滲入焦爐隔熱磚耐火材料內部的(de)(de)通道,并使(shi)侵(qin)蝕面增(zeng)加。相(xiang)對(dui)于晶相(xiang)來說,玻(bo)璃(li)相(xiang)是薄(bo)弱(ruo)環節(jie),其化學(xue)穩(wen)定性差,要(yao)提高(gao)(gao)耐火材料的(de)(de)抗(kang)侵(qin)蝕,必須使(shi)其高(gao)(gao)溫(wen)的(de)(de)穩(wen)定晶相(xiang)增(zeng)多,玻(bo)璃(li)相(xiang)含量減少,且軟化溫(wen)度(du)和黏度(du)要(yao)大,氣孔率盡可能低。