連鑄功能耐火材料以含碳為其特色,這是由山西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,大量的耐用的莫來石(shi)磚對緊密的(de)(de)(de)(de)氧(yang)化物陶瓷基質(zhi)(zhi)及(ji)結合網絡起到了阻斷隔(ge)離作(zuo)用(yong)(yong),就像氣(qi)孔(kong)一(yi)樣,使熱(re)應(ying)力掉進(jin)了“黑(hei)洞”,因(yin)而(er)(er)能(neng)夠阻止裂紋擴展(zhan),其(qi)比氣(qi)孔(kong)絕熱(re)更(geng)可(ke)貴(gui)的(de)(de)(de)(de)一(yi)點(dian)是(shi),不(bu)(bu)(bu)對熔渣潤濕(shi),不(bu)(bu)(bu)會吸收液渣“填坑”。要說明(ming)的(de)(de)(de)(de)是(shi),不(bu)(bu)(bu)同(tong)于常見的(de)(de)(de)(de)金屬及(ji)其(qi)氧(yang)化物等,石(shi)墨(mo)的(de)(de)(de)(de)熱(re)導率隨(sui)溫度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)升高(gao)反而(er)(er)降低(di),在極高(gao)溫度(du)(du)下(xia)趨于不(bu)(bu)(bu)導熱(re)狀態(tai),這對石(shi)墨(mo)作(zuo)為(wei)連鑄功(gong)能(neng)耐火材料的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)也大(da)有裨益,在持續高(gao)溫應(ying)用(yong)(yong)條件(jian)下(xia)可(ke)以(yi)使材料保持基本恒定的(de)(de)(de)(de)溫度(du)(du)梯度(du)(du)。增強(qiang)(qiang)抗侵蝕(shi)性(xing),因(yin)其(qi)對渣、熔劑及(ji)鋼(gang)水的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)潤濕(shi)性(xing),不(bu)(bu)(bu)僅自身不(bu)(bu)(bu)容易被侵蝕(shi),還進(jin)而(er)(er)能(neng)夠保護包裹纏繞的(de)(de)(de)(de)基質(zhi)(zhi)顆粒。另外,就是(shi)石(shi)墨(mo)特異的(de)(de)(de)(de)耐高(gao)溫性(xing)能(neng),與一(yi)般耐高(gao)溫材料不(bu)(bu)(bu)同(tong),石(shi)墨(mo)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)(du)是(shi)隨(sui)溫度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)升高(gao)而(er)(er)增高(gao),這也賦予(yu)基質(zhi)(zhi)顆粒乃至基體材料較高(gao)的(de)(de)(de)(de)抗侵蝕(shi)性(xing)。
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耐用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、氧化硅及合成山西莫來石磚莫(mo)來(lai)石(shi)(shi)(shi)、尖晶石(shi)(shi)(shi)、碳化硅(gui)、賽隆、阿隆等,碳源有(you)鱗(lin)片石(shi)(shi)(shi)墨(mo)、無(wu)定形碳、瀝青(qing)(qing)、石(shi)(shi)(shi)墨(mo)微粉(fen)等;輔(fu)料發(fa)展更為全面、細微,各(ge)種防氧化劑(ji)(ji)(ji)(硅(gui)粉(fen)、碳化硅(gui)、低熔點玻璃粉(fen)、含硼材料、鋁粉(fen)、鋯(gao)化合(he)(he)物等)、增(zeng)強劑(ji)(ji)(ji)、成型助劑(ji)(ji)(ji)、防潮劑(ji)(ji)(ji)等;結合(he)(he)劑(ji)(ji)(ji)雖仍以酚醛樹脂為主,有(you)的(de)(de)輔(fu)以瀝青(qing)(qing)混合(he)(he)結合(he)(he),酚醛樹脂的(de)(de)引入形態、稀(xi)釋調和劑(ji)(ji)(ji)、各(ge)種改(gai)性(xing)體(硼改(gai)性(xing)、鎳改(gai)性(xing)、碳化硅(gui)改(gai)性(xing)、白炭黑或有(you)機硅(gui)改(gai)性(xing)等)等各(ge)公司不一,發(fa)展變(bian)化較大。
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對黏土礦物轉化成山西耐用的莫來石磚莫來石晶(jing)體的(de)過(guo)程影響最大(da),可(ke)以有(you)效(xiao)降低莫來石的(de)合成溫度,MgO和FeO對莫來石化的(de)礦(kuang)化作用主要是通過(guo)液相發揮效(xiao)用。
這種化學侵蝕主要發生在池爐熔化池上部結構和蓄熱室。在不同部位,配合料粉塵也有差別。加料口附近的配合料粉塵,其成分與玻璃成分基本相同。由于莫來石磚廠家硅砂顆粒密度較大,離加料口越遠配合料粉塵中SO?含量越低。配合料粉塵的多少與很多因素有關。對于同一種玻璃配合料粉塵量與原料密度、顆粒度、加料方式有很大關系。配合料加水、壓餅或制球都可以大大減少配合料粉塵量。燃料的灰分及燃燒產物與隔熱磚的化學反應造成的化學侵蝕。燃燒重油和天然氣時,灰分基本不存在,而V?O?和NO雖然對耐火材料侵蝕嚴重,但一般重油中含量很少,在池爐生產中影響不大。這些就是玻璃配合料粉塵與山西莫來石磚耐火材料化學反應(ying)造成的侵蝕,