1) 重質(zhì)耐火材料
1. 土質(zhì)耐火磚(簡稱粘為磚)。含AL O 30---45%,SiO 50---65%,堿金屬與堿土
屬氧化物5-7%。它采用含AL O 不小30%耐火粘土人原料,一部分預(yù)先燒成熟料,研碎作瘠性材料,其余一部分不預(yù)燒的軟質(zhì)粘土作粘結(jié)劑,便于成型,成型后在1300-1400℃燒成。粘土磚屬于弱酸性耐火材料,熱穩(wěn)定性較好,荷重軟化開始溫度在1250-1300℃以上,軟化開始和終了溫度間隔很大。粘土磚在工業(yè)上使用甚廣,廣泛用于砌筑陶瓷工業(yè)窯爐,使用溫度在1300℃以下。
2. 高鋁磚:含AL O 46%以上。以天然高嶺石和含水鋁氧石(波美石,水鋁石)為主要礦物組成的高鋁礬土為原料,在1450-1500℃左右燒成。高鋁磚的耐火度和荷重軟化點(diǎn)比粘土磚的高,開始軟化溫度在1420-1500℃以上,抗化學(xué)腐蝕性也較好,但其熱穩(wěn)定性較低。使用溫度,根據(jù)含AL O 的多少在1400-1600℃。普通高鋁磚的理化指標(biāo),參考〈〈筑爐工手冊〉〉表2-2.6。另外,以硅線石礦物為主制成的高鋁質(zhì)硅線石磚,是筑窯的好材料。
。常璐u:含SiO 93%以上。以石英巖為原料,加入鐵磷,石灰乳作礦化齊,以亞硫酸紙廢液等作粘結(jié)劑,在1350-1340℃燒成,屬酸性耐火材料,荷重軟化開始溫度高,一般在1620℃以上,熱穩(wěn)定性差,不適宜砌筑間歇性的窯爐。
4.剛玉磚:在耐火材料中應(yīng)屬高鋁磚類,只是AL O 含量更高(90%-99%),礦物組成基本上是剛玉。它是以電熔剛玉砂或工業(yè)氧化鋁為原料制成,使用溫度在1800℃以下。
5.碳化硅耐火制品:由于碳化硅質(zhì)耐火制品的高溫強(qiáng)度好,在陶瓷窯爐中多用于做窯爐具(棚板,橫梁等)。又因它有很好的導(dǎo)熱性,在隔焰窯中用作隔焰板,也用作匝缽。按結(jié)合劑的種類它分為如下幾種:
A. 粘土結(jié)合碳化硅質(zhì)耐火制品
這是最初的一種碳化硅質(zhì)制品,工藝比較簡單,價格較低,其粘土地含量為3%-5%。粘土的耐火性質(zhì)在很大程度上影響制品的性能;加一方面,粘土的含量也大大地影響制品的性能,合其遠(yuǎn)良碳化硅的優(yōu)良性能。這種制品現(xiàn)已不能滿足現(xiàn)代陶瓷爐的要求。
B. 氧化的結(jié)合碳化硅質(zhì)耐火制品
最常用的是氧化硅結(jié)合的,由于不用粘土,碳化硅含量高,雜質(zhì)少,因此這種制品具有良好的耐火性。也有用單純AL O 或高鋁原料與粘土地混合的結(jié)合劑。這種制品的性能優(yōu)于粘土結(jié)合的。
C. 氮化硅結(jié)合碳化硅質(zhì)耐火制品
此類制品具有強(qiáng)度高(耐壓強(qiáng)度大于100Mpa,1400℃抗折強(qiáng)度大于35Mpa),耐熱震性好(900℃水冷大于100次)以及荷重軟化開始溫度高(大于1800℃)等特點(diǎn)。因此在現(xiàn)代陶瓷窯爐上廣泛用于燒嘴噴口,棚板,橫梁及輥道窯輥?zhàn)拥炔课弧?/span>
D. 自結(jié)合碳化硅質(zhì)耐火制品
自結(jié)合碳化硅質(zhì)耐火制品也稱重結(jié)晶 碳化硅質(zhì)耐火制品。它是利用重結(jié)晶方法制得,碳化硅含量達(dá)到99%,其高溫抗折強(qiáng)度很高,而且隨溫度升高其強(qiáng)度還有所增加,其耐熱震性也很好是理想的窯具材料,輥道窯輥?zhàn)雍蜔靽娍诓牧稀?/span>
6.合成謹(jǐn)青石-莫來石質(zhì)耐火制品
莫來石和謹(jǐn)青石都是高溫性很好的礦物,但是在傳統(tǒng)耐火材料生產(chǎn)工藝中,這兩種礦物都是依靠在制品燒成和以后的使用中形成,由于原料混合不夠均勻及溫度不夠高,致使制品中這兩種礦物含量有限,結(jié)晶大小也不理想,影響了制品的高溫性能,F(xiàn)代耐火材料生產(chǎn)工藝采用人工預(yù)合成的莫來石和謹(jǐn)青石原料,這種合成謹(jǐn)青石-莫來石質(zhì)耐火制品具有優(yōu)異的耐熱震性和高溫力學(xué)性能,而且價格也較重結(jié)晶碳化硅和氮化硅結(jié)合碳化硅質(zhì)耐火制品低。我國近年來引進(jìn)的大多數(shù)窯爐都使用這種材料。
7.不定形耐火材料
陶瓷窯爐也常用耐火澆注料的特點(diǎn)是不經(jīng)預(yù)先燒成,可以直接澆注使用。澆注料可以澆注復(fù)雜形狀制品,制成所需開頭的窯體構(gòu)件,也可以用于預(yù)制砌塊,經(jīng)烘烤后砌筑。耐火澆注料的使用有利于窯爐制造的專業(yè)化,施工機(jī)械化,降低成本,加快施工進(jìn)度,降低勞動強(qiáng)度。耐火澆注用于砌筑窯爐,使用壽命有的和耐火磚相近,有的比耐火磚長。耐火澆注料為窯爐結(jié)構(gòu)改革提供了有利條例。現(xiàn)代陶瓷窯爐輕質(zhì)耐火澆注料比重質(zhì)耐火澆注料應(yīng)用更為普遍。
1) 輕質(zhì)耐火磚
現(xiàn)代陶瓷窯爐上大量使用輕質(zhì)耐火磚,不僅用于夾層隔熱,而且更多用于工作面。使用的輕質(zhì)耐火磚品種有:粘土質(zhì),高鋁質(zhì),謹(jǐn)青石-莫來石質(zhì)等。與傳統(tǒng)的輕質(zhì)耐火磚不同,現(xiàn)代陶瓷窯爐用輕質(zhì)耐火磚由于多用于工作面,而且由于快速燒成和快速烘窯,停窯的要求,其耐熱震性及體積穩(wěn)定性要好得多。表4-5為某廠引進(jìn)窯爐上使用的幾種國外輕質(zhì)粘土磚及輕質(zhì)高鋁磚的性能。表4-6為高耐熱震性的輕質(zhì)謹(jǐn)青石-莫來石磚質(zhì)的基本性能數(shù)據(jù)。
2) 耐火纖維制品
耐火纖維又稱陶瓷棉,是一種新型耐火輕質(zhì)材料,它在陶瓷窯爐上可做為散裝填充材料,也可以制成毯,氈,板,紙,繩等制品使用,具有輕質(zhì),高耐火度,低導(dǎo)熱系數(shù),低蓄熱,耐熱震,耐機(jī)械振動,耐腐蝕及吸音等優(yōu)異性能,是當(dāng)今現(xiàn)代陶瓷窯滬很重要的耐火材料。
耐火纖維制品不同品種的區(qū)別如下:
A. 耐火纖維棉(Bulk Refractory Fiber)為制成的耐火纖維散裝狀態(tài),也叫散棉。體積密度為48-192kg/m 。
B. 耐火纖維毯(Refractory Fiber Blanket)為采用干法針刺加工工藝,不加或加微量粘結(jié)制 成的耐火纖維制品,體積密度為48-160 kg/m ,以128-160 kg/m 應(yīng)用較多,厚度10-50MM。耐火纖維毯子是應(yīng)用最多的制品。
C. 耐火纖維氈(Refractory Fiber Felt)為采用濕法加工工藝,加入有機(jī)粘結(jié)劑制成的制品,體積密度96-192 kg/m , 厚度6-38mm,柔軟性不如毯。
D. 耐火纖維板(Refractory Fiber Board)為采用壓制而成的板狀耐火纖維制品,有較高的機(jī)械強(qiáng)度,體積密度較大240-450 kg/m ,厚度15-50mm。
E. 耐火纖維紙(Refractory Fiber Paper)用類似造紙工藝的方法將加有或不加鴇劑的耐火纖維制成紙狀制品,厚度0.5-5mm,體積密度96-240 kg/m 。
F. 耐火纖維磚(Refractory Fiber Brick)為加入耐火粉料及結(jié)合劑壓制而成磚形制品,體積密度450-600 kg/m 。
G. 耐火纖維繩(Refractory Fiber Rope)在耐火纖維中加入15%-20%的有機(jī)纖維并紡成紗,制成繩或帶,作為襯墊材料,繩徑10-19mm。
H. 耐火纖維單層折疊塊 這種耐火纖維制品又稱Z形砌塊(Z),是將耐火纖維毯呈"Z"字折疊而成,再壓縮,護(hù)以硬紙板并用帶子捆上。每個砌塊上裝有一個耐熱鋼凸條做為懸吊砌塊用,而與凸條配合的凹槽固定在窯體鋼板上。安裝砌塊只需將砌塊凸條插入固定件凹槽中,然后割去捆扎帶,去掉護(hù)板,由于砌塊內(nèi)部蓄積著機(jī)械膨脹應(yīng)力,此時被壓縮的砌塊膨脹,互相擠緊,在使用中即使耐火纖維毯有些收縮,也不致產(chǎn)生縫隙,因剩余的膨脹應(yīng)力會予以抵消。Z形砌塊在現(xiàn)代陶瓷窯爐上廣泛使用,砌塊尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化。
I. 耐火纖維雙層折疊塊 對于高溫窯爐,為了節(jié)省昂貴的高溫耐火纖維材料,將砌塊做成雙層,工作面用用高溫耐火纖維毯,內(nèi)層則用低溫耐火纖維毯。這種雙層折疊塊德國Gossler 公司稱之為G形砌塊(G-Block).
3) 硅酸鈣制品
是用硅酸鈣粉末(例如硅藻土)與石灰在高溫高壓下發(fā)生水熱反應(yīng),然后在反應(yīng)生成物中加入石棉纖維或其它無機(jī)纖維作增強(qiáng)劑成型而得到的新型保溫材料。硅酸鈣制品導(dǎo)熱系數(shù)小,體積密度低,使用溫度較高,強(qiáng)度大,耐久性好,易加工,施工方便,在陶瓷窯爐和干燥器中得到越來越廣泛的應(yīng)用。