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泰安轻质莫来石砖轻质耐磨砖,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,与其他泰安轻质莫来石砖砖种性能对比,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。
耐用的重质耐火保温砖基本有以下几个品种:酸性砖:硅砖(SiO2),耐火粘土砖(SiO2+Al2O3),中性砖:高铝砖,铬砖(Cr2O3+Al2O3,MgO,FeO),碱性砖:镁砖,铬镁砖,白云石砖,特种砖:尖晶石砖,锆英石砖,氧化锆砖,碳砖,碳化硅砖,其他砖。陶瓷窑炉最早用耐火材料以重质砖为主,随着轻质隔热耐火材料的不断完善,泰安轻质莫来石砖重质砖基本上在建筑卫生陶瓷的隧道窑、轨道窑等除非有特殊需求外不再使用。而在耐腐蚀的窑炉如熔块窑、做色料的梭式窑、回转窑等领域仍然使用重质耐火材料。目的是为了不至于掉渣、抗腐蚀强度好。特别是熔块窑,物料直接和隔热耐火砖接触,更应该谨慎选择重质耐火材料,尤其是材质、密度和导热系数等。这类窑炉的特点恰恰和隧道窑、轨道窑相反,一般重质耐火材料在内层而重质耐火材料和保温材料在中外层。
轻质莫来石砖耐火材料的成分及其与玻璃反应生成物的成分与玻璃成分不同。这种不同成分可以是固相、气相或液相。结石和条纹、着色、气泡。耐火材料造成的污染,在大多数情况下都是轻质硅砖受侵蚀的结果。耐火材料受的侵蚀越严重,则造成的玻璃缺陷越多。耐火材料造成的结石有三种:一种是耐火材料原来的晶相,第二种是耐用的轻质莫来石砖价格耐火材料与玻璃反应后生成的变质结晶,第三种是耐火材料被熔化后又重新析晶。由耐火材料产生的条纹通常是与结石共同存在的。有的结石是在条纹中析晶出来的,有的条纹是由于结石熔化造成的。另外一种不带有结石的条纹,这大部分是由于耐火材料中玻璃相造成的。由耐火材料产生的结石和条纹大部分是物理侵蚀和化学侵蚀共同作用的结果。由于耐火材料中含有Fe₂O₃、Cr₂O₃等物质,这都是强着色剂。因此耐火材料被侵蚀后,这些氧化物进入玻璃中会造成着色。
连铸用功能耐用的轻质莫来石砖耐火材料指整体塞棒、(钢包)长水口和浸入式水口,称为连铸三大件,也有人把钢包滑板、中间包滑板、中间包上水口包含在内,均为含碳耐火材料,通称为碳结合耐火材料。其实,中间包滑板控流结构已越来越少见,有被塞棒取代的趋势。主要讨论连铸用功能泰安耐火保温砖的生产制造用原料技术。对材质的性能要求,连铸要求其功能耐火材料具有良好的抗热震性、抗合成渣侵蚀、抗钢液侵蚀以及适宜的高温强度。这些特性要求又因三大件的使用部位及钢种、冶炼条件的不同而存在差异。为了更好地发挥连铸功能耐火材料在连铸工业的作用,今后还需在原料多样化、复合化及新型防氧化剂等方面做进一步的工作。
在形成轻质莫来石砖莫来石晶体后,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对黏土矿物转化成泰安耐用的轻质莫来石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。
这种化学侵蚀主要发生在池炉熔化池上部结构和蓄热室。在不同部位,配合料粉尘也有差别。加料口附近的配合料粉尘,其成分与玻璃成分基本相同。由于轻质莫来石砖价格硅砂颗粒密度较大,离加料口越远配合料粉尘中SO₂含量越低。配合料粉尘的多少与很多因素有关。对于同一种玻璃配合料粉尘量与原料密度、颗粒度、加料方式有很大关系。配合料加水、压饼或制球都可以大大减少配合料粉尘量。燃料的灰分及燃烧产物与隔热砖的化学反应造成的化学侵蚀。燃烧重油和天然气时,灰分基本不存在,而V₂O₅和NO虽然对耐火材料侵蚀严重,但一般重油中含量很少,在池炉生产中影响不大。这些就是玻璃配合料粉尘与泰安轻质莫来石砖耐火材料化学反应造成的侵蚀,