贵州莫来石砖在现代陶瓷窑炉中应用最为广泛,主要因为其质轻、施工方便等特点,操作起来比较容易。建筑卫生陶瓷隧道窑、辊道窑、和其它陶瓷行业常用的推板窑等一些长形窑炉,由于有预热带、烧成带、保温带、冷却带等,根据不同段的不同温度合理使用轻质耐火材料对窑炉的节能尤其重要。轻质耐火材料近几年发展迅速,尤其以轻质粘土砖厂家轻质莫来石砖、高铝莫来石砖、莫来石纤维和高铝莫来石纤维等发展较快,为建筑卫生陶瓷的窑炉节能提供了必要的材料保障。陶瓷窑炉用重质耐火材料与玻璃工业类似,主要以酸性砖、中性砖和部分特种砖为主,选砖的依据主要根据窑炉的烧成温度、气氛和熔融材料的腐蚀性、酸碱性等决定。
连铸功能耐火材料的材料体系,由最初简单的熔融石英质、铝碳材质,逐步开发应用了高耐蚀的锆碳(渣线、棒头)、镁碳(棒头、水口碗口、快换水口端面)、尖晶石碳(棒头、水口内壁)、高耐磨高碳化硅含量的质量好的莫来石砖或锆英石碳(快换水口端面)、透气材料(长水口碗口、内壁)及众多浸入式水口防堵塞衬体材料(莫来石质、尖晶石质、白云石质、锆酸钙质等)。所用原材料更是品种广泛,主原料使用各种氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化硅及合成贵州轻质粘土砖莫来石、尖晶石、碳化硅、赛隆、阿隆等,碳源有鳞片石墨、无定形碳、沥青、石墨微粉等;辅料发展更为全面、细微,各种防氧化剂(硅粉、碳化硅、低熔点玻璃粉、含硼材料、铝粉、锆化合物等)、增强剂、成型助剂、防潮剂等;结合剂虽仍以酚醛树脂为主,有的辅以沥青混合结合,酚醛树脂的引入形态、稀释调和剂、各种改性体(硼改性、镍改性、碳化硅改性、白炭黑或有机硅改性等)等各公司不一,发展变化较大。
裂损主要发生在烤窑阶段。烤窑时,在贵州隔热耐火砖内部出现一定的温度差,产生相应的机械应力。如升温速度过快,超过了耐火材料允许的极限强度时,将出现裂纹,甚至裂成碎块。电熔的、高度烧结的致密耐火材料最易破损。除温差产生应力外,耐火材料晶型变化所造成的膨胀或收缩亦会产生应力。升温过快时,晶型变化快,体积变化过剧,产生应力过大,使耐火材料开裂,因而,在烤窑时必须按事先制定的烤窑曲线升温。烤窑后,质量好的轻质粘土砖厂家耐火材料长期处在高温作用下,在该作业温度下的耐火材料机械强度比在室温下要低得多。如果作用于耐火材料的机械负荷偏大,则耐火材料会产生非弹性变形(与极黏的液体流动相似),而导致破坏。
长水口一般不予预热,且体型较大,抗热震要求最为苛刻。当前主要有两大技术来应对该问题。一是欧洲的内壁氧化方式,以外国公司为例,长水口烧成采用裸烧方式,外部施釉,碗口遮蔽,内孔体处于氧化气氛,形成1~2mm厚的氧化层和1.5mm左右的变质层以缓冲热震,钢包到1500℃以上的高温钢水直接冲击该透气绝热层,延缓了对外部铝碳本体的直接热冲击,抗热震性得到保证;二是国内开发的绝热内壁方式,使用高铝聚轻砖或氧化锆的空心球或贵州漂珠砖等低导热材料预成型内壁,也起到了很好的抗热震效果,但制造工艺略为复杂。另外,一些无碳防堵塞技术,如莫来石、轻质粘土砖厂家尖晶石、锆酸钙等内衬材料的引入,因为无石墨或极大地降低了碳含量,从而对开浇热冲击不敏感,在一定程度上也提高了水口的抗热震性。
在形成轻质粘土砖莫来石晶体后,晶体的发育对于产品的性能影响也很大。产品的性能随着晶粒的尺寸增大而提高,但晶粒尺寸达到一定数值后,晶粒尺寸进一步增加反而对于产品性能有所削弱。不过对于快烧的建陶产品而言,发育过大的晶粒尺寸的影响是微乎其微,因为烧成制度中并没有足够的时间让晶体得到良好的发育长大。我们所要注意的是,如在釉料中引入高纯结晶产品时,需要控制其晶粒尺寸。许多的氧化物或矿化剂对莫来石砖的形成有促进作用,其中MgO和FeO对黏土矿物转化成贵州质量好的轻质粘土砖莫来石晶体的过程影响最大,可以有效降低莫来石的合成温度,MgO和FeO对莫来石化的矿化作用主要是通过液相发挥效用。