耐火磚

耐火磚

耐火磚簡稱火磚。具有一定形狀和尺寸的耐火材料。按製備工藝方法來劃分可分為燒成磚、不燒磚、電熔磚(熔鑄磚)、耐火隔熱磚;按形狀和尺寸可分為標準型磚、普通磚、特異型轉等。可用作建築窯爐和各種熱工設備的高溫建築材料和結構材料,並在高溫下能經受各種物理化學變化和機械作用。

概述

耐火磚即耐火材料,耐火度不低於1580度的一類無機非金屬材料。耐火度是指耐火材料錐形體試樣在沒有荷重情況下,抵抗高溫作用而不軟化熔倒的攝氏溫度。耐火材料廣泛用於冶金化工石油、機械製造、矽酸鹽、動力等工業領域,在冶金工業中用量最大,占總產量的50%~60%。

耐火磚分類

耐火磚耐火磚

一般分為兩種,即不定型耐火材料和定型耐火材料

(1)不定型耐火材料:也叫澆注料,是由多種骨料或集料和一種或多種粘和劑組成的混合粉狀顆料,使用時必須和一種或多種液體配合攪拌均勻,具有教強的流動性。

(2)定型耐火材料:一般制耐火磚,其形狀有標準規則,也可以根據需要築切時臨時加工。

生產工藝

一、原材料的選擇
1、採用特高鋁礬土熟料做主料:
2、葉蠟石細粉:325目,其成分主要為Al2O3≥18%、Fe2O3<0.5%、K2O<0.3%;
3、結合粘土:(山西軟質粘土190目)其主要成分為Al2O3≥34%、Fe2O3<1.0%、K2O<0.3%;
4、紙漿。
二、粉料製備:
1、因高鋁礬土露天堆放時間較長,此次投產前要將外界混入雜質、雜物清除。
2、熟礬土料、進破碎系統破碎。用3.0mm篩網過篩。
粒度要求:>3mm、3—1mm<0.088mm
4—8%>60%<10%
3、部分篩上料經雷蒙機磨成細粉。
粒度要求:<0.088mm>95%
4、一車間將2條生產線嚴格分開,用一條線生產高鋁磚。在投料前將生產線(從鄂破機到混砂機整個破碎系統認真清掃乾淨。將熟料、細粉分別卸入料倉備用。
5、葉臘石32㎏,山西粘土24㎏分別稱量,裝入一個袋中備用。
三、泥料製備:
1、配料:
顆粒料、細粉可以根據泥料情況進行調整。粘土、葉臘石在混砂機上外加,並且數量不能調整。
2、混練:
(1)、加料順序與矽磚料相同。淨混15分鐘,料中不得有泥團和乾料。
(2)泥料粒度組成:水份可以根據成型情況掌握調整。
3、成型:
模型放尺;不分部位,長、寬0.5%,厚0%
高鋁磚磚坯體密2.95g/cm3
磚坯氣孔:22~23%
高鋁磚半成品尺寸標準:當磚坯尺寸≤100mm,其誤差在±1mm;當高鋁磚磚坯在100~200mm,其誤差允許範圍在±1.5mm;當耐火磚的尺寸>200mm時,其誤差在±2mm。
四、其它項目按作業指導書執行.
燒成:耐火磚碼磚以側碼為主,最高燒成溫度1420℃。

耐火磚成分

1、酸性耐火材料以氧化矽為主要成分,常用的在矽磚粘土磚

2、中性耐火材料以氧化鋁、氧化鉻或碳為主要成分;

3、鹼性耐火材料以氧化鎂氧化鈣為主要成分,常用的是鎂磚

耐火磚特點

自身屬性

耐火磚耐火磚

1、化學組成:主要成分決定該耐火材料的品質和特點

2、體積密度:單位體積重量,密度大,說明緻密性好,強度就可能高,但導熱係數可能就大

3、顯氣孔率:沒做具體要求,但作為生產廠家必須嚴格控制顯氣孔

4、荷重軟化溫度:也叫高溫荷重開始變形溫度,此參數很重要,標誌材料耐高溫的抵抗能力

5、抗熱震性能:抗溫度急劇變化而不被破壞的能力

6、抗壓強度:承受(常溫)的最大壓力能力

7、抗折強度:承受剪下壓力的能力

8、線性變化率:也叫重燒線變化或叫殘餘線變化,指每次在同等溫度變化中體積發生膨脹收縮的變化,如果每次膨脹收縮一樣,我們定義這樣的線性變化率為0。

理化性質

1、耐磨性:它是耐火材料品質最佳的指標之一

2、熱導率:單位溫度梯度條件下,通過材料單位面積上熱流速率,跟氣孔率有關

3、耐衝擊性:耐衝擊性好,使用壽命就長

4、抗渣性:在高溫小抵抗溶渣侵蝕作用而不被破壞的能力

耐火磚種類

耐火磚耐火磚

1、高鋁磚:Al2O3含量大於75以上,耐火度高於黏土磚,抗酸鹼侵蝕性好,適宜水泥窯燒成帶等處,使用壽命長但價格高

2、白雲石磚掛窯皮性能好,抗侵蝕性好,但有磚中多少有f-CaO,易水化,難於運輸和保管,生產中用的較少

3、鎂鉻磚:掛窯皮好,多用於燒成帶,缺點是抗熱震性能差,加上正六價Cr有劇毒,國際上生產和使用鎂鉻磚的國家逐漸減少,現用此磚的生產單位儘早找到替代品

4、尖晶石磚:多用於過度帶,抗震性能好,抗還原性好,但耐火度稍微差點

5、抗剝落磚:此磚中含有少量的ZrO,在升溫過程中發生馬氏相變形成細裂紋,具有較強抗鹼性,抗剝落性和抗渣性較好

6、磷酸鹽磚:耐火度低,但強度高熱震性好,多用於蓖冷機、窯頭罩等使用

7、碳化矽磚:耐高溫(1800度左右,荷重軟化溫度在1620-1640),熱膨脹係數小,耐急冷急熱耐磨性都好適宜冷卻帶和窯口

8、矽莫磚:熱震性好,強度高,耐磨性好,適宜過度帶。

如何保護

 1.耐火磚物理性能的影響

抗渣性是指耐火材料抵抗化學侵蝕的能力,在形成窯皮初始層以及當物料粘性大或產生局部高溫促使窯皮脫落情況下,抗渣性就顯得非常重要。
孔隙率及導熱係數,對於形成窯皮初始層有著重要的作用,並且在窯皮局部脫落時,孔隙率和導熱係數較大的耐火材料有助於窯皮的及時補掛。但同時又有可能表現出極大的破壞作用,使耐火磚剝離的薄層脫落。
耐火磚在其生產過程中,其物理化學變化一般都未達到燒成溫度下的平衡狀態。也有燒成不充分的耐火磚,因而在迴轉窯作用中再受高溫作用時,大多數的耐火磚由於其本身液相的產生及孔隙的填充,發生不可逆的重燒收縮。因此,高溫體積穩定性,在選用燒成帶耐火磚時必須予以考慮。
熱表面層狀勅離是迴轉窯燒成帶窯襯經受熱震後損壞的主要形式;若同時發生局部窯皮脫落,就會使耐火磚使用壽命大為縮短。
2.燃燒與燃料噴嘴對耐火磚的影響
用煤作燃料時,煤的揮發分和灰分起著決定性的作用,直接影響火焰形狀。揮發分較高而灰分較低的煤粉,可使黑火頭縮短,形成低溫長焰煅燒。對保護窯襯一般是有利的,但揮發分過高,著火太快,使出窯熟料溫度高達260℃以上,二次風溫超過900℃,極易燒壞噴嘴,使其變形或燒破出現缺口,產生紊亂的火焰形狀,在其被更換之前就損害了窯襯。煤的揮發分過低(小於0%),灰分太高(大於28%),大量煤粉的不完全燃燒就會沉降在物料內燃燒並放出大量的熱也會損傷窯皮。
燃料噴嘴結構在生產中往往沒受到足夠的重視,噴嘴形狀和出口尺寸主要影響煤粉同一次風的混合程度與噴出速度,有時為加強風煤的混合,還可在噴嘴內加裝風翅,但要注意鏇流風鏇轉幅度過大掃傷窯皮。
3.生料成分波動對耐火磚的影響
當鋁率過高,液相黏度大時,窯皮大量垮落,操作上不易控制,對保護窯襯不利,生產實踐中鋁率一般控制在1.3~1.6;當釆取高飽和比、高矽率、低液相配料時易產生黏散料沖刷、磨蝕窯皮使窯薄嚴重時損傷窯襯,生產實踐中矽2.5時,飽和比不宜超過0.92,當矽率2.8時,飽和比不宜超過0.90。
生料餵料量的波動對窯襯的危害較大。當窯內來料太多時,就不得不關小窯尾排風量,加大煤粉用量進行逼火強燒,使燒成帶熱負荷迅速增加,使窯襯受到嚴重損害。當窯內來料太少時,煤粉火焰明顯下傾,該區的窯皮在高溫下就會脫落、變薄,撲向較薄的料層,若不及時調整風量和用煤量,極易燒壞窯皮和耐火磚。另外,生料餵料量的波動又會導致窯內熱工制度不穩定溫度過大使窯皮脫落或受損。

侵蝕機理

無論是濕法窯,還是新型乾法迴轉窯,在熟料煅燒過程中,由於窯內氣體溫度比物料溫度高得多,窯每鏇轉一圈,窯襯表面受到周期性的熱衝擊,溫度變化幅度為150~250℃,在窯襯10~20mm表層範圍內產生熱應力。窯襯還承受由於窯的鏇轉而產生的磚砌體交替變化的徑向和軸向機械應力,以及煅燒物料的沖刷磨損。由於同時產生矽酸鹽熔體,在高溫環境下很容易與窯襯耐火磚表面相互作用形成初始層,並同時沿耐火磚的孔隙滲入到耐火磚的內部,與耐火磚黏結在一起,使耐火磚表層10~20mm範圍內的化學成分和相組成發生變化,降低耐火磚的技術性能。當物料的燒結範圍較窄或者形成短焰急燒產生局部高溫時,會使窯皮表面的最低溫度高於物料液相凝固溫度,窯皮表面層即從固態變為液態而脫落,並且由表及里深入到窯皮的初始後又形成新的窯皮初始層。當這種情況反覆出現時,燒成帶窯襯就逐漸由厚變薄,甚至完全脫落,導致局部露出窯筒體而紅窯。實際上燒成帶窯襯損壞情況正是如此,在高溫區域殘磚厚度大體上呈曲率半徑較大的弧線分布,有時弧底就落在窯簡體的內表面上。

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