連鑄功能耐火材料以含碳為其特色,這是由張家口莫來石隔熱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,大量的質量好的莫來石磚對(dui)緊密(mi)的(de)(de)氧化物陶瓷基(ji)(ji)質及(ji)結合網絡起到(dao)了阻(zu)斷隔離作用(yong),就(jiu)像(xiang)氣孔一樣,使熱(re)應力(li)掉進了“黑洞(dong)”,因而(er)能(neng)(neng)夠阻(zu)止裂紋擴展(zhan),其比氣孔絕(jue)熱(re)更可貴的(de)(de)一點(dian)是,不(bu)對(dui)熔(rong)渣(zha)潤(run)濕,不(bu)會(hui)吸收液渣(zha)“填坑”。要說明的(de)(de)是,不(bu)同(tong)于(yu)常見的(de)(de)金屬及(ji)其氧化物等,石墨的(de)(de)熱(re)導率隨溫(wen)度(du)的(de)(de)升高反而(er)降低,在極高溫(wen)度(du)下趨于(yu)不(bu)導熱(re)狀態,這對(dui)石墨作為連鑄(zhu)功能(neng)(neng)耐火材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)應用(yong)也大有裨(bi)益,在持(chi)續(xu)高溫(wen)應用(yong)條件(jian)下可以使材(cai)(cai)料(liao)保持(chi)基(ji)(ji)本恒定的(de)(de)溫(wen)度(du)梯度(du)。增(zeng)強(qiang)抗(kang)(kang)侵蝕(shi)性(xing),因其對(dui)渣(zha)、熔(rong)劑(ji)及(ji)鋼水(shui)的(de)(de)不(bu)潤(run)濕性(xing),不(bu)僅(jin)自身不(bu)容易(yi)被(bei)侵蝕(shi),還(huan)進而(er)能(neng)(neng)夠保護包裹(guo)纏繞的(de)(de)基(ji)(ji)質顆(ke)粒。另外,就(jiu)是石墨特(te)異的(de)(de)耐高溫(wen)性(xing)能(neng)(neng),與一般耐高溫(wen)材(cai)(cai)料(liao)不(bu)同(tong),石墨的(de)(de)強(qiang)度(du)是隨溫(wen)度(du)的(de)(de)升高而(er)增(zeng)高,這也賦予基(ji)(ji)質顆(ke)粒乃至基(ji)(ji)體(ti)材(cai)(cai)料(liao)較高的(de)(de)抗(kang)(kang)侵蝕(shi)性(xing)。
質量好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,質量好的莫來石隔熱磚塞棒多隨中(zhong)間包一(yi)起預熱(re)也降(jiang)低了其熱(re)震性要求(qiu)。
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。現多采用張家口隔熱耐火磚或鋯碳復合料(適用于大多數碳素鋼)及鎂碳料。質量好的莫來石隔熱磚哪家好高溫(wen)強(qiang)度指(zhi)標要求不(bu)高,因為塞棒(bang)壁相對較厚,有足夠(gou)強(qiang)度,故而幾乎所有廠家均把(ba)生產過程中(zhong)的廢品、廢料(liao)、車削料(liao)、集塵回收料(liao)經過破碎、分篩、烘烤(或(huo)燒(shao)成除碳)回加進(jin)塞棒(bang)本體料(liao),可以引入50%(w)左右(you)。由于塞棒(bang)使用中(zhong)需要垂直固定,且進(jin)行高頻(pin)往復(fu)沖(chong)動,對強(qiang)度也有最低要求,一般而論,本體材料(liao)燒(shao)后常溫(wen)抗折強(qiang)度不(bu)得低于4MPa。
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張家口莫來石隔熱磚輕質耐磨磚,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,與其他張家口莫來石隔熱磚磚種(zhong)性能對比,輕質耐(nai)磨(mo)磚有較(jiao)(jiao)(jiao)低的(de)導熱(re)系(xi)數和(he)(he)較(jiao)(jiao)(jiao)低的(de)體(ti)積密度(du)。荷重軟化(hua)溫度(du)和(he)(he)耐(nai)壓強(qiang)度(du)也(ye)有所降低,但不影響輕質保溫磚的(de)使用,因為在這一區間,物料的(de)熱(re)負荷較(jiao)(jiao)(jiao)小,固體(ti)物料的(de)沖刷和(he)(he)磨(mo)損也(ye)較(jiao)(jiao)(jiao)輕,因此在耐(nai)火材料配置(zhi)上,主(zhu)要考慮適抗堿侵蝕能力即(ji)可。
連鑄用功能質量好的莫來石隔熱磚耐火材料指整體塞棒、(鋼包)長水口和浸入式水口,稱為連鑄三大件,也有人把鋼包滑板、中間包滑板、中間包上水口包含在內,均為含碳耐火材料,通稱為碳結合耐火材料。其實,中間包滑板控流結構已越來越少見,有被塞棒取代的趨勢。主要討論連鑄用功能張家口耐(nai)(nai)火(huo)(huo)保(bao)溫磚的(de)(de)生產制造用原(yuan)料技術。對材質的(de)(de)性能要求,連鑄(zhu)要求其(qi)功能耐(nai)(nai)火(huo)(huo)材料具有良(liang)好(hao)的(de)(de)抗(kang)熱震性、抗(kang)合成渣(zha)侵蝕、抗(kang)鋼液(ye)侵蝕以及適宜的(de)(de)高溫強(qiang)度。這些特性要求又因三(san)大件(jian)的(de)(de)使用部位及鋼種(zhong)、冶(ye)煉(lian)條件(jian)的(de)(de)不同而存(cun)在(zai)差異。為(wei)了更好(hao)地發揮(hui)連鑄(zhu)功能耐(nai)(nai)火(huo)(huo)材料在(zai)連鑄(zhu)工業(ye)的(de)(de)作用,今后還需在(zai)原(yuan)料多樣化(hua)、復合化(hua)及新(xin)型防(fang)氧化(hua)劑等方(fang)面做進一步的(de)(de)工作。