在蓄热室使用的格子体还因氧化还原气氛作用而损毁,其损毁机理主要在于变价离子在氧化和还原状态其价态不同,配位状态不同,产生体积变化,导致制品强度降低,开裂。在高温长时间作用下,济宁焦炉隔热砖会被烧熔(又称烧流)或软化变形而损坏。窑内某部位局部过热或所砌焦炉隔热砖价格耐火材料的耐火度不够,耐火材料就被烧熔。有时,耐火度合格,但荷重软化温度偏低,则长期使用时,耐火材料也会软化变形,影响了整个砌体的稳性和使用寿命。烧损严重程度视温度和耐火材料的性质而定。小炉喷火口碹、小炉腿、舌头、蓄热室碹、熔化部窑碹和胸墙等是易被烧损的部位。玻璃池窑耐火材料在生产过程中受到的侵蚀是不可避免的。
轻质耐火材料最早以焦炉隔热砖价格轻质粘土砖为主,由于耐温性能有限,只能用到温度比较低的窑炉内使用,上世纪九十年代后期莫来石砖、氧化铝熔融喷吹技术逐渐成熟从而开发了空心球砖,近几年来耐火材料发泡工艺的成熟又开发了发泡型轻质耐火材料,使耐火材料的热导率大大降低,形成了耐用的耐火隔热砖。本世纪初,耐火纤维技术发展较快,耐火纤维的压成板、毡等定型材料工艺逐步完善且耐火纤维的温度不断提高,形成了目前的耐火纤维隔热材料系列产品。化学性质稳定,强度较高,可以抵抗炉窑局部机械震动不开裂,热效工作时抗渗漏性能强,不易被金属熔融液浸润,不粘结,导热与膨胀系数小,保证热工设备的稳定性。
窑系统表面散热的热损失包括预热器、回转窑和冷却机。其中回转窑的散热损失占总散热损失的50%以上,因此开发和研制用于回转窑的新型节能砖对于水泥行业节能尤为重要。新型节能耐火材料主要以轻质骨料以及轻质造孔剂为原料制成的济宁焦炉隔热砖轻质耐磨砖,它通过降低材料的密度和提高材料的气孔率来降低耐火材料的导热系数,从而达到保温节能的目的。这种轻质耐磨砖主要用于回转窑的分解带。轻质耐磨砖用于水泥回传窑如窑最后面,与其他济宁焦炉隔热砖砖种性能对比,轻质耐磨砖有较低的导热系数和较低的体积密度。荷重软化温度和耐压强度也有所降低,但不影响轻质保温砖的使用,因为在这一区间,物料的热负荷较小,固体物料的冲刷和磨损也较轻,因此在耐火材料配置上,主要考虑适抗碱侵蚀能力即可。
低导热多层焦炉隔热砖复合莫来石砖使用创新的工作层、保温层、隔热层多层复合结构设计,导热系数大大降低。该材料的工作层以莫来石为骨料,加入12%~15%的碳化硅,10%~12%的红柱石细粉,具有较高的常温耐压强度、较高的荷重软化温度、良好抗热震性;保温层设计采用M60或M70莫来石为主原料,适宜的氧化铝含量使其具备更高的济宁焦炉隔热砖莫来石相含量,几乎不含刚玉相,其保温层具备比工作层更低的导热系数,且与工作层具有良好的结合性、较高的强度及耐磨性。隔热层选用含锆纤维板,因含锆纤维板在不同温度下的导热系数(见表1)都处于较低位置,同时在高温下的收缩率也是较低[1]。因此低导热多层复合莫来石砖具有高强度、高耐磨、高抗蚀、高荷重软化温度以及优良的抗热震性能,完全满足了大中型水泥回转窑生产工艺的要求,同时由于其具有低导热的特性,使得筒体外表温度降低,减少了吨熟料原煤消耗,同时延长了筒体使用寿命,从而能为水泥企业带来较大的社会经济效益。
在形成焦炉隔热砖莫来石晶体后,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对黏土矿物转化成济宁耐用的焦炉隔热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。