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江西隔熱耐火磚輕質耐磨磚,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,與其他江西隔熱耐火磚磚(zhuan)種性(xing)能對比,輕質耐磨磚(zhuan)有較低的導熱(re)系數和較低的體(ti)積密度。荷重軟化溫度和耐壓強度也(ye)有所降低,但不影(ying)響輕質保溫磚(zhuan)的使用,因為(wei)在這一區(qu)間(jian),物(wu)料(liao)的熱(re)負(fu)荷較小,固體(ti)物(wu)料(liao)的沖刷和磨損也(ye)較輕,因此在耐火材料(liao)配置(zhi)上,主要考(kao)慮適抗(kang)堿侵蝕能力即可。
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,耐用的隔熱耐火磚塞棒多隨中間(jian)包一起預熱也降低了其熱震(zhen)性要求。
低導熱多層隔熱耐火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江西隔熱耐火磚莫來石(shi)相含(han)(han)量,幾乎不(bu)含(han)(han)剛玉相,其保溫(wen)層(ceng)具(ju)備比工作層(ceng)更低(di)(di)(di)的(de)(de)(de)導(dao)熱系數,且(qie)與工作層(ceng)具(ju)有良(liang)好的(de)(de)(de)結合性、較(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)強度及耐(nai)磨性。隔(ge)熱層(ceng)選用(yong)含(han)(han)鋯纖(xian)維板(ban),因含(han)(han)鋯纖(xian)維板(ban)在(zai)不(bu)同溫(wen)度下的(de)(de)(de)導(dao)熱系數(見(jian)表1)都處于(yu)較(jiao)(jiao)(jiao)低(di)(di)(di)位置,同時(shi)在(zai)高(gao)溫(wen)下的(de)(de)(de)收縮(suo)率也(ye)是較(jiao)(jiao)(jiao)低(di)(di)(di)[1]。因此低(di)(di)(di)導(dao)熱多層(ceng)復合莫來石(shi)磚具(ju)有高(gao)強度、高(gao)耐(nai)磨、高(gao)抗蝕、高(gao)荷重(zhong)軟化溫(wen)度以(yi)及優良(liang)的(de)(de)(de)抗熱震性能(neng),完(wan)全滿足了大中型水泥回轉窯生(sheng)產(chan)工藝的(de)(de)(de)要求,同時(shi)由于(yu)其具(ju)有低(di)(di)(di)導(dao)熱的(de)(de)(de)特性,使得筒體(ti)外表溫(wen)度降低(di)(di)(di),減少(shao)了噸熟料原煤(mei)消耗,同時(shi)延長了筒體(ti)使用(yong)壽命,從而能(neng)為水泥企業帶來較(jiao)(jiao)(jiao)大的(de)(de)(de)社會經濟效益(yi)。
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隔熱耐火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、擴散向江西隔熱耐火磚耐火材料(liao)氣孔內滲透。尤(you)其是當上部結構砌體有龜(gui)裂和(he)未充(chong)滿泥漿(jiang)的(de)(de)(de)砌縫時,會給(gei)耐火材料(liao)造(zao)成很(hen)大(da)的(de)(de)(de)破(po)壞(huai)。隨著池爐(lu)技術(shu)的(de)(de)(de)進步,蓄熱室的(de)(de)(de)高度不斷增加,格子體自重對于下層格子磚及爐(lu)條碹(xuan)的(de)(de)(de)壓力(li)很(hen)大(da),當化學侵蝕將其損壞(huai)后,在損壞(huai)部位由(you)于應力(li)集中而破(po)壞(huai),結果會導致整個格子體的(de)(de)(de)倒(dao)塌(ta)。
連鑄功能耐火材料以含碳為其特色,這是由江西隔熱耐火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(shi)磚對緊密的(de)(de)(de)(de)(de)氧化(hua)物(wu)陶瓷基(ji)(ji)質(zhi)及(ji)結合網絡起到了阻斷隔離作(zuo)用(yong),就像氣孔一(yi)樣(yang),使熱應力掉進了“黑洞”,因(yin)而(er)(er)能(neng)夠阻止裂紋擴展,其比(bi)氣孔絕熱更可(ke)貴(gui)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)點是(shi)(shi)(shi),不對熔渣(zha)(zha)潤濕(shi),不會吸收液渣(zha)(zha)“填坑”。要說明的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)(shi),不同于常見的(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)屬及(ji)其氧化(hua)物(wu)等,石(shi)墨的(de)(de)(de)(de)(de)熱導率(lv)隨溫度的(de)(de)(de)(de)(de)升(sheng)高(gao)(gao)反而(er)(er)降(jiang)低,在極高(gao)(gao)溫度下(xia)趨于不導熱狀態,這對石(shi)墨作(zuo)為連鑄功能(neng)耐(nai)火材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)也(ye)大有裨益,在持(chi)續(xu)高(gao)(gao)溫應用(yong)條件下(xia)可(ke)以使材(cai)料(liao)保持(chi)基(ji)(ji)本恒定的(de)(de)(de)(de)(de)溫度梯(ti)度。增(zeng)強(qiang)抗侵(qin)蝕(shi)性(xing),因(yin)其對渣(zha)(zha)、熔劑及(ji)鋼水的(de)(de)(de)(de)(de)不潤濕(shi)性(xing),不僅自身不容(rong)易(yi)被(bei)侵(qin)蝕(shi),還(huan)進而(er)(er)能(neng)夠保護包裹纏繞(rao)的(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)(ji)質(zhi)顆(ke)粒。另外,就是(shi)(shi)(shi)石(shi)墨特異的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)高(gao)(gao)溫性(xing)能(neng),與一(yi)般耐(nai)高(gao)(gao)溫材(cai)料(liao)不同,石(shi)墨的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度是(shi)(shi)(shi)隨溫度的(de)(de)(de)(de)(de)升(sheng)高(gao)(gao)而(er)(er)增(zeng)高(gao)(gao),這也(ye)賦予基(ji)(ji)質(zhi)顆(ke)粒乃至基(ji)(ji)體(ti)材(cai)料(liao)較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)抗侵(qin)蝕(shi)性(xing)。
隔熱耐火磚耐火磚可以分為很多種類,其中輕質耐火磚和重質耐火磚就是其中的兩大類,其中輕質耐火磚是指體積密度小于1.3g/m3的耐火磚,而重質耐火磚是指密度大于1.3g/m3耐火磚,通俗的說就是兩者的質量不同,一個是質量輕,一個是質量重.一般輕質隔熱耐火磚出產的質料有粘土質、高鋁質高強漂珠磚,低鐵莫來石、江西隔熱耐火磚高鋁聚輕隔熱(re)耐(nai)火磚(zhuan),硅藻土隔熱(re)耐(nai)火磚(zhuan)。輕質(zhi)耐(nai)火磚(zhuan)和(he)重質(zhi)耐(nai)火磚(zhuan)的(de)用(yong)(yong)途各(ge)不相(xiang)(xiang)同,但都有自己專有的(de)特點和(he)用(yong)(yong)途,二(er)者雙方各(ge)有各(ge)的(de)有優(you)勢,兩(liang)者之間無(wu)法相(xiang)(xiang)互替代,但二(er)者之間可以相(xiang)(xiang)互配(pei)使(shi)用(yong)(yong),一般(ban)窯爐里面直(zhi)接(jie)(jie)接(jie)(jie)觸火焰(yan)用(yong)(yong)重質(zhi)磚(zhuan),而外圍不直(zhi)接(jie)(jie)接(jie)(jie)觸的(de)用(yong)(yong)保溫(wen)(wen)磚(zhuan)起到保溫(wen)(wen)作(zuo)用(yong)(yong),在(zai)選(xuan)擇使(shi)用(yong)(yong)耐(nai)火磚(zhuan)是(shi)可根據實際(ji)情況(kuang)來決(jue)定。