1) 重质耐火材料
1. 土质耐火砖(简称粘为砖)。含AL O 30---45%,SiO 50---65%,碱金属与碱土
属氧化物5-7%。它采用含AL O 不小30%耐火粘土人原料,一部分预先烧成熟料,研碎作瘠性材料,其余一部分不预烧的软质粘土作粘结剂,便于成型,成型后在1300-1400℃烧成。粘土砖属于弱酸性耐火材料,热稳定性较好,荷重软化开始温度在1250-1300℃以上,软化开始和终了温度间隔很大。粘土砖在工业上使用甚广,广泛用于砌筑陶瓷工业窑炉,使用温度在1300℃以下。
2. 高铝砖:含AL O 46%以上。以天然高岭石和含水铝氧石(波美石,水铝石)为主要矿物组成的高铝矾土为原料,在1450-1500℃左右烧成。高铝砖的耐火度和荷重软化点比粘土砖的高,开始软化温度在1420-1500℃以上,抗化学腐蚀性也较好,但其热稳定性较低。使用温度,根据含AL O 的多少在1400-1600℃。普通高铝砖的理化指标,参考〈〈筑炉工手册〉〉表2-2.6。另外,以硅线石矿物为主制成的高铝质硅线石砖,是筑窑的好材料。
3.硅砖:含SiO 93%以上。以石英岩为原料,加入铁磷,石灰乳作矿化齐,以亚硫酸纸废液等作粘结剂,在1350-1340℃烧成,属酸性耐火材料,荷重软化开始温度高,一般在1620℃以上,热稳定性差,不适宜砌筑间歇性的窑炉。
4.刚玉砖:在耐火材料中应属高铝砖类,只是AL O 含量更高(90%-99%),矿物组成基本上是刚玉。它是以电熔刚玉砂或工业氧化铝为原料制成,使用温度在1800℃以下。
5.碳化硅耐火制品:由于碳化硅质耐火制品的高温强度好,在陶瓷窑炉中多用于做窑炉具(棚板,横梁等)。又因它有很好的导热性,在隔焰窑中用作隔焰板,也用作匝钵。按结合剂的种类它分为如下几种:
A. 粘土结合碳化硅质耐火制品
这是最初的一种碳化硅质制品,工艺比较简单,价格较低,其粘土地含量为3%-5%。粘土的耐火性质在很大程度上影响制品的性能;加一方面,粘土的含量也大大地影响制品的性能,合其远良碳化硅的优良性能。这种制品现已不能满足现代陶瓷炉的要求。
B. 氧化的结合碳化硅质耐火制品
最常用的是氧化硅结合的,由于不用粘土,碳化硅含量高,杂质少,因此这种制品具有良好的耐火性。也有用单纯AL O 或高铝原料与粘土地混合的结合剂。这种制品的性能优于粘土结合的。
C. 氮化硅结合碳化硅质耐火制品
此类制品具有强度高(耐压强度大于100Mpa,1400℃抗折强度大于35Mpa),耐热震性好(900℃水冷大于100次)以及荷重软化开始温度高(大于1800℃)等特点。因此在现代陶瓷窑炉上广泛用于烧嘴喷口,棚板,横梁及辊道窑辊子等部位。
D. 自结合碳化硅质耐火制品
自结合碳化硅质耐火制品也称重结晶 碳化硅质耐火制品。它是利用重结晶方法制得,碳化硅含量达到99%,其高温抗折强度很高,而且随温度升高其强度还有所增加,其耐热震性也很好是理想的窑具材料,辊道窑辊子和烧嘴喷口材料。
6.合成谨青石-莫来石质耐火制品
莫来石和谨青石都是高温性很好的矿物,但是在传统耐火材料生产工艺中,这两种矿物都是依靠在制品烧成和以后的使用中形成,由于原料混合不够均匀及温度不够高,致使制品中这两种矿物含量有限,结晶大小也不理想,影响了制品的高温性能。现代耐火材料生产工艺采用人工预合成的莫来石和谨青石原料,这种合成谨青石-莫来石质耐火制品具有优异的耐热震性和高温力学性能,而且价格也较重结晶碳化硅和氮化硅结合碳化硅质耐火制品低。我国近年来引进的大多数窑炉都使用这种材料。
7.不定形耐火材料
陶瓷窑炉也常用耐火浇注料的特点是不经预先烧成,可以直接浇注使用。浇注料可以浇注复杂形状制品,制成所需开头的窑体构件,也可以用于预制砌块,经烘烤后砌筑。耐火浇注料的使用有利于窑炉制造的专业化,施工机械化,降低成本,加快施工进度,降低劳动强度。耐火浇注用于砌筑窑炉,使用寿命有的和耐火砖相近,有的比耐火砖长。耐火浇注料为窑炉结构改革提供了有利条例。现代陶瓷窑炉轻质耐火浇注料比重质耐火浇注料应用更为普遍。
1) 轻质耐火砖
现代陶瓷窑炉上大量使用轻质耐火砖,不仅用于夹层隔热,而且更多用于工作面。使用的轻质耐火砖品种有:粘土质,高铝质,谨青石-莫来石质等。与传统的轻质耐火砖不同,现代陶瓷窑炉用轻质耐火砖由于多用于工作面,而且由于快速烧成和快速烘窑,停窑的要求,其耐热震性及体积稳定性要好得多。表4-5为某厂引进窑炉上使用的几种国外轻质粘土砖及轻质高铝砖的性能。表4-6为高耐热震性的轻质谨青石-莫来石砖质的基本性能数据。
2) 耐火纤维制品
耐火纤维又称陶瓷棉,是一种新型耐火轻质材料,它在陶瓷窑炉上可做为散装填充材料,也可以制成毯,毡,板,纸,绳等制品使用,具有轻质,高耐火度,低导热系数,低蓄热,耐热震,耐机械振动,耐腐蚀及吸音等优异性能,是当今现代陶瓷窑沪很重要的耐火材料。
耐火纤维制品不同品种的区别如下:
A. 耐火纤维棉(Bulk Refractory Fiber)为制成的耐火纤维散装状态,也叫散棉。体积密度为48-192kg/m 。
B. 耐火纤维毯(Refractory Fiber Blanket)为采用干法针刺加工工艺,不加或加微量粘结制 成的耐火纤维制品,体积密度为48-160 kg/m ,以128-160 kg/m 应用较多,厚度10-50MM。耐火纤维毯子是应用最多的制品。
C. 耐火纤维毡(Refractory Fiber Felt)为采用湿法加工工艺,加入有机粘结剂制成的制品,体积密度96-192 kg/m , 厚度6-38mm,柔软性不如毯。
D. 耐火纤维板(Refractory Fiber Board)为采用压制而成的板状耐火纤维制品,有较高的机械强度,体积密度较大240-450 kg/m ,厚度15-50mm。
E. 耐火纤维纸(Refractory Fiber Paper)用类似造纸工艺的方法将加有或不加鸨剂的耐火纤维制成纸状制品,厚度0.5-5mm,体积密度96-240 kg/m 。
F. 耐火纤维砖(Refractory Fiber Brick)为加入耐火粉料及结合剂压制而成砖形制品,体积密度450-600 kg/m 。
G. 耐火纤维绳(Refractory Fiber Rope)在耐火纤维中加入15%-20%的有机纤维并纺成纱,制成绳或帶,作为衬垫材料,绳径10-19mm。
H. 耐火纤维单层折叠块 这种耐火纤维制品又称Z形砌块(Z),是将耐火纤维毯呈"Z"字折叠而成,再压缩,护以硬纸板并用帶子捆上。每个砌块上装有一个耐热钢凸条做为悬吊砌块用,而与凸条配合的凹槽固定在窑体钢板上。安装砌块只需将砌块凸条插入固定件凹槽中,然后割去捆扎帶,去掉护板,由于砌块内部蓄积着机械膨胀应力,此时被压缩的砌块膨胀,互相挤紧,在使用中即使耐火纤维毯有些收缩,也不致产生缝隙,因剩余的膨胀应力会予以抵消。Z形砌块在现代陶瓷窑炉上广泛使用,砌块尺寸已标准化。
I. 耐火纤维双层折叠块 对于高温窑炉,为了节省昂贵的高温耐火纤维材料,将砌块做成双层,工作面用用高温耐火纤维毯,内层则用低温耐火纤维毯。这种双层折叠块德国Gossler 公司称之为G形砌块(G-Block).
3) 硅酸钙制品
是用硅酸钙粉末(例如硅藻土)与石灰在高温高压下发生水热反应,然后在反应生成物中加入石棉纤维或其它无机纤维作增强剂成型而得到的新型保温材料。硅酸钙制品导热系数小,体积密度低,使用温度较高,强度大,耐久性好,易加工,施工方便,在陶瓷窑炉和干燥器中得到越来越广泛的应用。