耐火材料是硅酸盐学科的一个分支,硅酸盐材料一般分为:水泥、玻璃、陶瓷和耐火材料。而耐火材料从使用的角度来分又可分为:冶金工业用耐火材料、水泥行业用耐火材料、玻璃行业用耐火材料和其他耐火材料。其中陶瓷用耐火材料归为其他耐火材料,建筑卫生陶瓷属于陶瓷的一个分支,因而建筑卫生陶瓷用耐火材料理所当然的归为其他用耐火材料一类了。理论上讲,耐火材料质量好的轻质粘土砖又有定型耐火材料和不定型耐火材料之分,但一般不定型耐火材料多用于水泥、冶金窑炉,而玻璃行业和陶瓷行业用量不大,不定型耐火材料尤其是耐火骨料、耐火浇注料和耐火材料的胶凝剂等对部分质量好的隔热砖起到不可估量的作用。
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。对质量好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。
质量好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,质量好的轻质粘土砖塞棒多随中间包一起预热也降低了其热震性要求。
轻质耐火材料最早以轻质粘土砖厂家轻质粘土砖为主,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,形成了质量好的耐火隔热砖。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。
安徽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。
质量好的耐火砖加工温度控制不好,造成烧成温度波动太大,就会使有些车位温度高有些温度低。排烟机拉力过大,使火焰无法到达窑炉顶部时就被拉力以水平方向拉出高温带,造成顶部和底部的温差太大,所烧制质量好的轻质粘土砖耐火砖的温差可达50度,以至于有时下部制品粘连变形产生废品,而上部却仍然没有达到烧结温度。除了烧制过程中的工艺影响外,安徽耐火砖出窑之后随着存放时间、存放环境的影响,在其表面也会慢慢产生一些化学的反应,最终造成隔热耐火砖颜色上的差别。除了烧制过程中的工艺影响外,隔热耐火砖出窑之后随着存放时间、存放环境的影响,在其表面也会慢慢产生一些化学的反应,最终造成耐火砖颜色上的差别。