低導熱多層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臺灣莫來石磚莫來(lai)石相(xiang)含量,幾(ji)乎不(bu)含剛玉相(xiang),其(qi)保溫(wen)層(ceng)(ceng)(ceng)具(ju)備比工(gong)作(zuo)層(ceng)(ceng)(ceng)更低(di)的(de)(de)(de)導熱(re)(re)(re)系(xi)數,且與工(gong)作(zuo)層(ceng)(ceng)(ceng)具(ju)有(you)良(liang)好的(de)(de)(de)結合(he)性(xing)、較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)強(qiang)度(du)及耐磨(mo)性(xing)。隔熱(re)(re)(re)層(ceng)(ceng)(ceng)選用(yong)含鋯(gao)纖維板(ban),因含鋯(gao)纖維板(ban)在不(bu)同(tong)(tong)溫(wen)度(du)下的(de)(de)(de)導熱(re)(re)(re)系(xi)數(見表1)都處于較(jiao)低(di)位置,同(tong)(tong)時在高(gao)溫(wen)下的(de)(de)(de)收(shou)縮(suo)率也是(shi)較(jiao)低(di)[1]。因此低(di)導熱(re)(re)(re)多層(ceng)(ceng)(ceng)復合(he)莫來(lai)石磚具(ju)有(you)高(gao)強(qiang)度(du)、高(gao)耐磨(mo)、高(gao)抗蝕、高(gao)荷(he)重軟化溫(wen)度(du)以及優(you)良(liang)的(de)(de)(de)抗熱(re)(re)(re)震性(xing)能(neng),完全滿(man)足(zu)了大中(zhong)型(xing)水泥回(hui)轉(zhuan)窯生產工(gong)藝的(de)(de)(de)要求,同(tong)(tong)時由于其(qi)具(ju)有(you)低(di)導熱(re)(re)(re)的(de)(de)(de)特性(xing),使(shi)得筒體(ti)外表溫(wen)度(du)降低(di),減少了噸熟料原煤消耗,同(tong)(tong)時延長(chang)了筒體(ti)使(shi)用(yong)壽命,從而能(neng)為水泥企業(ye)帶(dai)來(lai)較(jiao)大的(de)(de)(de)社(she)會經濟效益。
臺灣隔熱磚被侵蝕后,與它接觸的熔融物中增添了SO?和Al?O?的成分。熔融物將擴散到玻璃液的其余部分中去。在擴散過程中,熔融物的成分發生變化,SO?和堿液增加了,而在界面上發生了β-Al?O?結晶的聚集作用,所以,在耐火材料與玻璃液的接觸面上,首先是莫來石層,接著是β-Al?O?層,然后是未受侵蝕的耐火材料。耐火材料溶解后,使玻璃液黏度增大,促使在耐火材料表面形成較難移動的保護層,減弱了繼續侵蝕的作用。玻璃液對耐火材料的侵蝕作用,取決于其黏度和表面張力等物理性質。黏度低和表面張力小的玻璃液最容易浸潤質量好的莫來石磚耐(nai)火(huo)材料(liao),并從其表面細(xi)孔吸(xi)入內(nei)部,使(shi)整個耐(nai)火(huo)材料(liao)受到強(qiang)烈的(de)侵蝕。
在蓄熱室使用的格子體還因氧化還原氣氛作用而損毀,其損毀機理主要在于變價離子在氧化和還原狀態其價態不同,配位狀態不同,產生體積變化,導致制品強度降低,開裂。在高溫長時間作用下,臺灣焦爐隔熱磚會被燒熔(又稱燒流)或軟化變形而損壞。窯內某部位局部過熱或所砌莫來石磚價格耐火(huo)(huo)(huo)材料(liao)的耐火(huo)(huo)(huo)度(du)(du)不夠,耐火(huo)(huo)(huo)材料(liao)就(jiu)被(bei)燒熔。有時(shi),耐火(huo)(huo)(huo)度(du)(du)合(he)格,但荷重(zhong)軟化溫度(du)(du)偏低,則長期使用時(shi),耐火(huo)(huo)(huo)材料(liao)也會(hui)軟化變(bian)形,影響了整(zheng)個砌體的穩性和(he)使用壽命。燒損嚴重(zhong)程度(du)(du)視溫度(du)(du)和(he)耐火(huo)(huo)(huo)材料(liao)的性質(zhi)而定。小(xiao)爐噴火(huo)(huo)(huo)口碹、小(xiao)爐腿、舌頭、蓄熱(re)室碹、熔化部(bu)窯碹和(he)胸墻等是易被(bei)燒損的部(bu)位。玻璃池窯耐火(huo)(huo)(huo)材料(liao)在生(sheng)產過(guo)程中受到的侵蝕是不可避免的。
連鑄功能耐火材料以含碳為其特色,這是由臺灣莫來石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(mo)來(lai)石(shi)磚對緊(jin)密的(de)氧化物(wu)陶(tao)瓷基(ji)質及結(jie)合網絡(luo)起到了(le)阻斷隔(ge)離作(zuo)用(yong)(yong),就像氣(qi)孔一樣,使(shi)熱(re)(re)應力掉進(jin)了(le)“黑洞”,因而(er)能夠阻止裂紋擴展(zhan),其比氣(qi)孔絕熱(re)(re)更可貴的(de)一點是(shi),不(bu)(bu)(bu)對熔渣潤濕,不(bu)(bu)(bu)會吸收液(ye)渣“填坑”。要說明的(de)是(shi),不(bu)(bu)(bu)同于常見的(de)金屬及其氧化物(wu)等,石(shi)墨的(de)熱(re)(re)導(dao)率(lv)隨(sui)溫(wen)(wen)度的(de)升高(gao)(gao)反而(er)降低,在極(ji)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)度下(xia)趨于不(bu)(bu)(bu)導(dao)熱(re)(re)狀態,這對石(shi)墨作(zuo)為連鑄功能耐火材(cai)料的(de)應用(yong)(yong)也大有(you)裨益,在持續(xu)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)應用(yong)(yong)條件(jian)下(xia)可以使(shi)材(cai)料保持基(ji)本恒定(ding)的(de)溫(wen)(wen)度梯度。增強(qiang)(qiang)抗(kang)侵(qin)蝕(shi)性(xing)(xing),因其對渣、熔劑及鋼水的(de)不(bu)(bu)(bu)潤濕性(xing)(xing),不(bu)(bu)(bu)僅(jin)自身不(bu)(bu)(bu)容易被(bei)侵(qin)蝕(shi),還(huan)進(jin)而(er)能夠保護包裹纏繞的(de)基(ji)質顆粒。另(ling)外,就是(shi)石(shi)墨特異的(de)耐高(gao)(gao)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)能,與一般耐高(gao)(gao)溫(wen)(wen)材(cai)料不(bu)(bu)(bu)同,石(shi)墨的(de)強(qiang)(qiang)度是(shi)隨(sui)溫(wen)(wen)度的(de)升高(gao)(gao)而(er)增高(gao)(gao),這也賦予(yu)基(ji)質顆粒乃至基(ji)體材(cai)料較高(gao)(gao)的(de)抗(kang)侵(qin)蝕(shi)性(xing)(xing)。
在形成莫來石磚莫來石晶體后,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對黏土礦物轉化成臺灣質量好的莫來石磚莫(mo)來(lai)石(shi)(shi)晶體的(de)過程影響最大,可以有效降低(di)莫(mo)來(lai)石(shi)(shi)的(de)合成(cheng)溫度,MgO和FeO對(dui)莫(mo)來(lai)石(shi)(shi)化的(de)礦(kuang)化作(zuo)用主要是通過液相發揮效用。