低导热多层轻质硅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河南轻质硅砖莫来石相含量,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。
河南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,尤其以轻质硅砖哪家好轻质莫来石砖、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。
浮法玻璃窑玻璃生产工艺流程,河南焦炉隔热砖在玻璃窑炉中使用时,由于高温、火焰、料粉、气氛、气流和液流等作用,会遭到严重的破坏,大大影响了窑炉的使用寿命。从烤窑起,耐火材料在窑炉中的使用即开始,操作不当,同样会使耐火材料受到很大的,甚至是很严重的损坏,需特别注意。下面介绍几种损坏情况。窑内料粉、玻璃液和火焰气体在高温下都会侵蚀耐火材料。配合料中的纯碱、芒硝、硼酸盐、氟化物、氧化物在高温下与耐火材料表面作用,生成低共熔物或疏松状物,并借助轻质硅砖哪家好耐火材料本身的空隙或界面的交代反应继续向砖体内部渗透扩散,而使耐火材料逐渐被溶解、剥落而减薄、变质、进行重结晶等。上述各种盐类与化合物的蚀损机理是不同的,芒硝比纯碱的蚀损作用强得多。
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河南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、轻质硅砖哪家好尖晶石、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。
玻璃液沿着轻质硅砖耐火材料流动时具有滴水穿石的功效,把耐火材料磨出一条条沟槽,这是机械磨损。主要磨损部位在玻璃液面处。另外,在循环液流流动处(特别是液流紊乱处)也明显可见。当液面波动及液流变化(如受温度波动影响)时,磨损加剧。物理侵蚀与时间、温度有很大的关系。物理侵蚀最重要的是玻璃液流的冲刷作用和隔热砖。在高温区,熔融玻璃液流的冲刷作用会使化学侵蚀速率成倍增加。在低温区域,化学侵蚀很小,主要是液流冲刷的物理侵蚀。在熔化池高温区,玻璃流黏度低,液流强烈。尤其是使用电助熔和鼓泡以后,液流更为强烈。强烈的冲刷作用与化学侵蚀配合会对耐用的轻质硅砖哪家好耐火材料造成很大的破坏。
耐用的隔热砖的产品性能好,塞棒水口的沉积堵塞比内孔部位侵蚀问题更严重、更为普遍,尤其是对于铝镇静钢的浇注。目前,对于堵塞问题通过改变材质和流态是较理想的技术路线。高温强度要求特别重要,比长水口、塞棒要求高。钢水冲击不能掉底,钢水摆动不能折断。理论上要求在高温抗折强度达到2.5MPa,生产实际中控制烧后常温抗折强度不得低于6MPa。整体塞棒较好的抗热震性,但不如浸入式水口及长水口要求苛刻,因为塞棒仅是外部浸入钢水而非内孔,传热由外及内;另外,耐用的轻质硅砖塞棒多随中间包一起预热也降低了其热震性要求。