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。
。玻 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比粘土磚的高,開始軟化溫度在1420-1500℃以上,抗化學腐蝕性也較好,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,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
此類制品具有強度高(耐壓強度大于100Mpa,1400℃抗折強度大于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。因此在現(xiàn)代陶瓷窯爐上廣泛用于燒嘴噴口,棚板,橫梁及輥道窯輥子等部位。
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,碳化硅含量達到99%,其高溫抗折強度很高,而且隨溫度升高其強度還有所增加,其耐熱震性也很好是理想的窯具材料,輥道窯輥子和燒嘴噴口材料。
6.合成謹青石-莫來石質(zhì)耐火制品
莫來石和謹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。現(xiàn)代耐火材料生產(chǎn)工藝采用人工預(yù)合成的莫來石和謹青石原料,這種合成謹青石-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,施工機械化,降低成本,加快施工進度,降低勞動強度。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,F(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,耐機械振動,耐腐蝕及吸音等優(yōu)異性能,是當今現(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,有較高的機械強度,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,去掉護板,由于砌塊內(nèi)部蓄積著機械膨脹應(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,砌塊尺寸已標準化。
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纖維作增強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。