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。現多采用臨汾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)溫強度指標要(yao)求(qiu)不高(gao),因為(wei)塞棒(bang)(bang)壁相對較厚,有足夠(gou)強度,故而幾(ji)乎所有廠家(jia)均把生(sheng)產過程中(zhong)的廢品、廢料(liao)、車削料(liao)、集塵回(hui)收(shou)料(liao)經過破碎、分(fen)篩、烘烤(或燒(shao)成除碳)回(hui)加(jia)進塞棒(bang)(bang)本體(ti)料(liao),可以引入50%(w)左右。由于(yu)塞棒(bang)(bang)使用中(zhong)需要(yao)垂直固定,且進行高(gao)頻往復沖動,對強度也有最低要(yao)求(qiu),一般而論,本體(ti)材料(liao)燒(shao)后常溫抗折(zhe)強度不得低于(yu)4MPa。
低導熱多層輕質莫來石磚復合莫來石磚使用創新的工作層、保溫層、隔熱層多層復合結構設計,導熱系數大大降低。該材料的工作層以莫來石為骨料,加入12%~15%的碳化硅,10%~12%的紅柱石細粉,具有較高的常溫耐壓強度、較高的荷重軟化溫度、良好抗熱震性;保溫層設計采用M60或M70莫來石為主原料,適宜的氧化鋁含量使其具備更高的臨汾輕質莫來石磚莫(mo)來(lai)石相(xiang)含量(liang),幾乎不含剛玉相(xiang),其(qi)保溫(wen)層(ceng)具備比工(gong)作層(ceng)更低(di)(di)(di)(di)的導(dao)熱(re)系數(shu)(shu),且與工(gong)作層(ceng)具有良(liang)好(hao)的結合(he)性、較(jiao)高的強度及(ji)(ji)耐(nai)磨(mo)性。隔熱(re)層(ceng)選用(yong)含鋯(gao)纖維板,因(yin)含鋯(gao)纖維板在不同溫(wen)度下(xia)的導(dao)熱(re)系數(shu)(shu)(見表(biao)1)都處于較(jiao)低(di)(di)(di)(di)位置(zhi),同時(shi)在高溫(wen)下(xia)的收(shou)縮率也(ye)是較(jiao)低(di)(di)(di)(di)[1]。因(yin)此低(di)(di)(di)(di)導(dao)熱(re)多層(ceng)復(fu)合(he)莫(mo)來(lai)石磚具有高強度、高耐(nai)磨(mo)、高抗(kang)蝕、高荷重軟(ruan)化溫(wen)度以(yi)及(ji)(ji)優(you)良(liang)的抗(kang)熱(re)震性能,完全滿足(zu)了大中型水泥(ni)(ni)回(hui)轉窯生產(chan)工(gong)藝的要求(qiu),同時(shi)由于其(qi)具有低(di)(di)(di)(di)導(dao)熱(re)的特性,使(shi)得筒體外表(biao)溫(wen)度降低(di)(di)(di)(di),減少了噸(dun)熟料原(yuan)煤消(xiao)耗,同時(shi)延長了筒體使(shi)用(yong)壽命,從而能為水泥(ni)(ni)企業帶(dai)來(lai)較(jiao)大的社會經濟效益。
此外,還要求晶相細小并均勻分布在玻璃相中,形成均勻致密的組織結構。焦爐隔熱磚表面不平整和裂紋會使侵蝕加劇,液面處的池壁磚和池壁磚砌縫處于易被玻璃液蝕損的地方,水平縫的蝕損比垂直縫嚴重,故要求砌體表面光滑,砲縫小,并要整塊立砌.煤氣與重油的燃燒產物及個別配合料組分的揮發物,也會腐蝕火焰空間、小爐、蓄熱室等處的輕質莫來石磚耐火材料。高溫下不同筑爐材料之間會相互反應,以致損壞。如1600~1650℃黏土磚和硅磚會劇烈反應,高鋁磚和硅磚會起中等反應,臨汾輕質莫來石磚電熔(rong)鋯剛(gang)玉(yu)(yu)磚與(yu)硅(gui)磚會起劇(ju)烈反(fan)(fan)應(ying),嚴重共熔(rong)。電熔(rong)鋯剛(gang)玉(yu)(yu)磚與(yu)石(shi)英磚、白泡石(shi)起中等反(fan)(fan)應(ying),而(er)與(yu)剛(gang)玉(yu)(yu)磚起接觸反(fan)(fan)應(ying)。所以,剛(gang)玉(yu)(yu)磚可用作過(guo)渡材料。
連鑄功能耐火材料的材料體系,由最初簡單的熔融石英質、鋁碳材質,逐步開發應用了高耐蝕的鋯碳(渣線、棒頭)、鎂碳(棒頭、水口碗口、快換水口端面)、尖晶石碳(棒頭、水口內壁)、高耐磨高碳化硅含量的性價比高的莫來石磚或鋯英石碳(快換水口端面)、透氣材料(長水口碗口、內壁)及眾多浸入式水口防堵塞襯體材料(莫來石質、尖晶石質、白云石質、鋯酸鈣質等)。所用原材料更是品種廣泛,主原料使用各種氧化鋁、氧化鋯、氧化鎂、氧化硅及合成臨汾輕質莫來石磚莫來石(shi)(shi)(shi)、尖晶石(shi)(shi)(shi)、碳化(hua)硅(gui)、賽(sai)隆(long)、阿隆(long)等(deng),碳源(yuan)有鱗片石(shi)(shi)(shi)墨、無定形(xing)碳、瀝青(qing)、石(shi)(shi)(shi)墨微粉(fen)等(deng);輔料發展(zhan)更為(wei)全面(mian)、細微,各(ge)種(zhong)防氧化(hua)劑(ji)(ji)(硅(gui)粉(fen)、碳化(hua)硅(gui)、低熔點玻璃粉(fen)、含硼材料、鋁(lv)粉(fen)、鋯(gao)化(hua)合物等(deng))、增強劑(ji)(ji)、成型助劑(ji)(ji)、防潮劑(ji)(ji)等(deng);結合劑(ji)(ji)雖仍以酚(fen)醛樹脂(zhi)為(wei)主,有的輔以瀝青(qing)混合結合,酚(fen)醛樹脂(zhi)的引入形(xing)態、稀釋調和(he)劑(ji)(ji)、各(ge)種(zhong)改(gai)性體(硼改(gai)性、鎳(nie)改(gai)性、碳化(hua)硅(gui)改(gai)性、白(bai)炭黑或(huo)有機硅(gui)改(gai)性等(deng))等(deng)各(ge)公司不一,發展(zhan)變化(hua)較大。
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,性價比高的輕質莫來石磚塞棒多隨中間包一起預熱也降(jiang)低了其(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臨汾輕質莫來石磚輕質耐磨磚,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,與其他臨汾輕質莫來石磚磚種性(xing)能對(dui)比,輕質(zhi)耐磨磚有較低(di)的導熱系(xi)數和(he)較低(di)的體積密度。荷重軟化溫度和(he)耐壓強度也(ye)有所(suo)降低(di),但不影(ying)響輕質(zhi)保溫磚的使用,因(yin)為在這一區(qu)間,物(wu)料的熱負荷較小,固體物(wu)料的沖(chong)刷(shua)和(he)磨損(sun)也(ye)較輕,因(yin)此在耐火材(cai)料配置上,主要考慮適抗(kang)堿侵蝕能力(li)即可。