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耐火材料行業知識

現代陶瓷窯爐耐火材料的性能要求

隨著陶瓷工業的迅速發展,陶瓷窯爐技術水平不斷提高,窯爐燃料結構的改變,根據現代陶瓷窯爐耐火材料的特點,對窯用耐火材料提出了更高的要求。陶瓷窯爐耐火材料可分為重質耐火材料和輕質耐火材料兩大類。根據陶瓷窯爐的作業特點,對耐火材料性能有如下幾方面的要求。

1、荷重軟化溫度

荷重軟化溫度是耐火材料的重要性能指標,它在一定程度上表明耐火材料在與使用情況相近條件下的結構強度,它是設計陶瓷窯爐時能否選用某種耐火材料的重要依據。通常應使陶瓷窯爐耐火材料的荷重軟化溫度高于其工作溫度的100以上,否則將引起窯體變形甚至下沉損壞。

2、重燒線變化

耐火材料在陶瓷窯爐中使用時,高溫下如果產生過大的重燒收縮,會使窯體耐火磚磚縫增大,影響窯體的整體性與氣密性,甚至會造成窯體結構損壞,尤其是窯頂耐火磚,它的收縮會引起拱頂下沉變形或平吊頂漏氣。相對來說,重燒膨脹危害較小,不大的重燒膨脹對延長窯體壽命常有較好的作用。

對于輕質耐火磚,重燒線變化是決定其長期使用溫度的重要指標。在國外標準中,最高使用溫度(即分類溫度)是指連續保溫24h,其重燒線變化不大于2%的實驗溫度,但這溫度不能作為輕質耐火磚的工作溫度。

我國重燒線變化的實驗方法中常未明確標明其保溫時間為24h,因此,在選用輕質耐火磚時應注意這個問題。

3、耐熱震性

耐火材料的這種抵抗溫度的急劇變化而不破壞的性能,與耐火材料的熱膨脹系數、導溫系數、機械強度以及彈性模量等有關,也與其組織結構和形狀有密切關系,是耐火材料綜合性能指標,對窯爐及窯具的壽命有重要影響。

對耐火材料耐熱震性的要求是陶瓷窯爐的工作性質所決定的。對于間歇式窯爐,每一次操作運行都要把窯體內表面由室溫加熱至陶瓷制品的燒成溫度左右,保溫后,又降低至室溫。這樣反復加熱和冷卻,如耐火材料耐熱震性不好,則會開裂、剝落及掉頭,嚴重時會導致窯體坍塌;而對于連續式陶瓷窯爐,如隧道窯、輥道窯,雖然是連續運行,但在窯爐停電、停燃料、設備損壞、窯爐維修時,也會停窯。每一次停窯則意味著從高溫降至常溫,然后再加熱,因此,窯爐的壽命與耐火材料的耐熱震性關系很大。

耐熱震性對窯具和窯車耐火材料尤為重要。不管是連續式窯爐還是間歇式窯爐,窯具和窯車襯料都要不斷經受加熱和冷卻。而且由于陶瓷燒成工藝要求,陶瓷制品經燒成階段后從最高溫度急冷降至700---800℃,窯具和窯車襯料也同樣要經受這樣的急冷。高品質的合成堇青石一莫來石棚板用于衛生陶瓷燒成,壽命可達千次以上,這主要與其優異的耐熱震性有關。

4、導熱性

耐火材料的導熱系數對于陶瓷窯爐的設計是不可缺少的重要依據。對于要求隔熱性能良好的輕質耐火材料和要求導熱性能良好的隔焰板與匣缽材料,檢驗其導熱系數隨溫度的變化具有重要意義。對現代陶瓷窯爐而言,采用低導熱系數的窯體耐火材料,對降低窯體表面溫度,減少散熱損失,改善車間勞動環境是重要的。

5、高溫抗折強度

高溫抗折強度對減小窯具(棚板、橫梁等)尺寸,從而減輕窯具的重量是十分重要的。例如,合成堇青石一莫來石質、普通碳化硅質、氮化硅結合碳化硅質及重結晶碳化硅質棚板在1250℃下的抗折強度分別為10、30、50、120MPa,其相同長寬棚板的厚度則分別為35、32、13、8mm。





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