低导热多层轻质粘土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西安轻质粘土砖莫来石相含量,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。
通过西安轻质保温砖在回转窑的实际应用,起到了较好的保温效果,在窑筒体外表风速为2.5m/s;室外平均温度为25℃的情况下,使用耐用的轻质粘土砖轻质耐磨砖的筒体温度为247℃,使用硅莫砖的筒体表面温度为289℃。新型衬体结构,用新型衬体结构,通过对耐火材料安装进行改造,可以提高耐火材料的使用寿命,从而达到节能的效果。篦冷机通过衬体改造后的节能情况大大改善,篦冷机顶部施工难度大,尤其一段顶部环境温度可达1100℃,热气流对耐火材料冲刷严重,因此经常出现剥落、烧塌现象,耐火材料使用寿命短。采用陶瓷锚固件整体浇注作的方法可以大幅度提高衬体的使用寿命,而且还可以降低耐火衬体的导热系数。
高碱玻璃具有较低的黏度,硼硅酸盐玻璃的表面张力小,所以,它们的侵蚀作用就剧烈。提高熔制温度会降低熔融玻璃液的黏度和表面张力,从而也加速了侵蚀作用。含硼酸、磷酸、氟、铝、钡化合物的玻璃液,对隔热砖有剧烈的侵蚀作用,强烈的玻璃液对流和不稳定的液面会把保护层冲刷掉,加速蚀损。对耐用的轻质粘土砖耐火材料本身来说,蚀损程度主要与它的化学组成、矿物组成和结构状态有关。一般耐火材料的结构都是由一个或多个晶相、玻璃相和气相组成的。气孔,特别是开口气孔,是侵蚀剂渗入轻质粘土砖耐火材料内部的通道,并使侵蚀面增加。相对于晶相来说,玻璃相是薄弱环节,其化学稳定性差,要提高耐火材料的抗侵蚀,必须使其高温的稳定晶相增多,玻璃相含量减少,且软化温度和黏度要大,气孔率尽可能低。
当今国内外生产西安轻质莫来石砖的方法有三种:泡沫法、添加物烧结法和气化法。用泡沫法制造轻质莫来石砖是将发泡剂和稳定剂及水按一定比例配合,先制成泡沫液,然后将料浆混合经浇注成型、养护、干燥、烘烤和烧成等工序,制成高气孔率的轻质粘土砖价格轻质莫来石。其虽然能生产出高质量的轻质莫来石转,但其工序程序多,比较复杂,生产周期长,生产效率低,陈本较高。添加物烧尽法生产轻质莫来石砖是在配料中添加一部分可燃添加物,如木屑、、聚苯乙烯、焦炭等,在烧成时,可燃添加物迅速燃烧,添加物的位置成了气孔。这种气孔率高、密度小的砖就成为轻质莫来石砖。该方法生产工艺简单,生产周期较短,成本较低,生产效率高。
料粉对耐火材料的蚀损作用主要表现在粉料高温蒸发的碱性蒸气对耐火材料的侵蚀,如西安隔热砖表面的熔蚀、内部的“鼠洞”等,以及格子砖中的反霞石化作用等。再者,粉料中超细粉的飞料在蓄热室格子体中集聚,形成瘤子,堵塞格子孔,严重时造成格子砖倒塌、损毁,被迫热修。蚀损作用随温度升高而加剧,熔化温度每提高50~60℃就会使使用期限缩短约一年。前脸墙、加料口、熔化部前部空间、池壁、小炉、蓄热室上层格子体等部位都会受到料粉的蚀损。玻璃液对轻质粘土砖价格耐火材料的蚀损作用比料粉要小得多,玻璃液与耐火材料界面层上的相反应是复杂的。玻璃液首先溶解耐火材料中的游离的SO₂。莫来石的溶解速度较小,它聚集到玻璃液和耐火材料的界面上,虽然小结晶的莫来石溶解了,但在使用时大结晶的莫来石甚至有了增长。