隨著隧道窯的發(fā)展,高溫窯爐用耐火材料從重質(zhì)剛玉磚、鉻剛玉磚發(fā)展為體積密度較低的氧化鋁空心球磚,其保溫性能好,材料重量輕,具有良好的耐高溫性能,逐漸取代重質(zhì)剛玉磚。但氧化鋁空心球磚熱震穩(wěn)定性較差,體積密度較大,特異型產(chǎn)品生產(chǎn)困難。
根據(jù)高溫隧道窯的使用條件研制一種隔熱性能好、耐高溫、熱震穩(wěn)定性好的剛玉莫來石輕質(zhì)隔熱磚。體積密度小、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)低、外觀規(guī)整、顏色潔白、具有良好的保溫節(jié)能性能和抗剝落能力
一般輕質(zhì)隔熱磚保溫性能好,耐高溫性能較差:氧化鋁空心球磚耐高溫性能好,但其相組成主要為剛玉相,熱穩(wěn)定性較莫來石低,在保證氧化鋁空心球磚的耐高溫性能,強(qiáng)度高的基礎(chǔ)上加以調(diào)整及改進(jìn),采用以剛玉為主料,添加了莫來石成分,研制了以剛玉為主晶相,莫來石為結(jié)合相的剛玉莫來石輕質(zhì)隔熱磚。
原料采用高檔剛玉為主要原料,加入部分a-AL2O3 及低鐵高塑性的粘土,高溫時生成部分莫來石,剛玉相為主晶相,莫來石相為結(jié)合相,并加熱藍(lán)晶石族原料為膨脹劑,保證了產(chǎn)品燒后的體積穩(wěn)定,可塑法成型。添加物燃盡法生產(chǎn)的剛玉莫來石輕質(zhì)磚是在配料中添加一部分可燃物,如木屑、聚苯乙烯球、焦炭等,在燒成時,可燃物燃燒后產(chǎn)生氣孔,因此降低磚的體積密度,用此方法可制成體積密度要求較小的輕質(zhì)磚。采用的添加燃盡物為木屑和聚苯乙烯球,木屑經(jīng)1mm篩選,無雜質(zhì):聚苯乙烯球粒的直徑2~0.5mm,外觀潔白,粒狀,粒度均勻。原料指標(biāo)見表1
按照表2的配方進(jìn)行配料。配料時,按比例將剛玉、氧化鋁、粘土、膨脹劑加入攪拌機(jī)內(nèi)干混3~5min,然后加入可燃物及結(jié)合劑(外加),邊加入邊攪拌,混勻后出碾。
經(jīng)試驗,上述配方中2#配方的理化指標(biāo)及高溫性能較其他配方好,因此采用2#配方生產(chǎn)。生產(chǎn)時,先試做一塊磚坯,檢測磚坯的體積密度,經(jīng)量尺、灼燒后根據(jù)灼余量計算出成品磚的體積密度,此方法為磚坯體積密度檢測法。經(jīng)檢測體積密度合格后就可投入生產(chǎn),如果檢測體積密度不合格可及時回碾,添加可燃物或混合粉,合格后繼續(xù)生產(chǎn)。用此方法是檢測后的磚坯體密合格率高,成品體積密度均在要求范圍內(nèi)。成型后的濕坯經(jīng)50~60℃干燥24h:再經(jīng)100~110℃干燥48~72h,干后磚坯中心殘存水分≤2.0%。
磚坯干燥后用梭式窯燒成。裝窯前把磚坯進(jìn)行預(yù)磨,根據(jù)燒成收縮率將磚坯放尺,可降低燒后磨消量,節(jié)省原料,增加裝窯量。裝窯時采用側(cè)裝方法,有利于燒成時可燃物排除,裝窯時磚坯碼放均勻火道一致。燒成溫度控制在1600±10℃,保溫8h。燒成曲線如圖1.
燒成過程需注意的幾點:
(1)燒成前期,尤其300~600℃期間是可燃物燃燒階段,需緩慢升溫,以利于可燃物排出,否則將使可燃物碳化,磚體呈黑色。
(2)保溫階段,需按曲線要求時間保溫,保溫時溫差要小,因輕質(zhì)磚保溫效果好,易造成偏濕,保證各溫度點均在保溫溫度范圍內(nèi)才開始保溫。
(3)放冷階段,放冷速度不能過快,否則易造成磚炸裂。
燒成后的磚坯要根據(jù)要求可磨制成不同形狀尺寸的磚型,磨后的磚外形規(guī)整,尺寸準(zhǔn)確。用此方法生產(chǎn)的剛玉莫來石輕質(zhì)隔熱磚可制作外形復(fù)雜、按用戶要求的各種形狀的異型磚并保證尺寸準(zhǔn)確。