在當(dāng)代新型蓄熱式工業(yè)窯爐中比如全耐火纖維窯襯的棱式窯,蓄熱式加熱爐,高溫隧道窯等,都要采用蓄熱式燒嘴磚,以燒制陶瓷的梭式窯為例其燃料為液化石油汽,燒嘴為臥式,其溫控制度為:4小時內(nèi)由室溫升至980℃,再經(jīng)3小時升溫1360℃,根據(jù)工藝的生產(chǎn)需要,保溫10分鐘后熄火,接著從燒嘴處向窯內(nèi)鼓風(fēng),以快速降溫溫。燒嘴磚在7小時左右時間內(nèi)。經(jīng)受快速升溫、快速降溫,且冷熱端(窯內(nèi)外)大溫差的考驗,其損毀主要為窯溫頻繁的冷熱變化造成燒嘴磚的開裂、崩裂。過去在這種窯上曾使用過高鋁質(zhì)、莫來石質(zhì)、碳化硅質(zhì)等各種材質(zhì)的燒嘴磚,最高壽命為—個月,最低僅1~5次印開裂、竄火,不得不更換,還要花時間對燒損的窯墻做修補處理,給生產(chǎn)帶來很大不便和損失,因此急需一種具備優(yōu)良熱震穩(wěn)定性及高溫性能的燒嘴磚以滿足生產(chǎn)需要。
制造燒嘴磚的主要產(chǎn)品就是采用耐火澆注料預(yù)制澆注成型,考慮到快速升降溫的梭式窯最高使用溫度為1360℃,所以主要原料的選擇除需考慮膨脹系數(shù)小外,還應(yīng)考慮耐高溫性能。所以,選擇莫來石、三石(硅線石、紅柱石、蘭晶石)及碳化硅為主要原料,生產(chǎn)調(diào)配出莫來石一碳化硅硅澆注料,此次試驗中澆注料的粒度組成基本遵循緊緊密堆積原理,澆注料的試樣是根據(jù)國標(biāo)制備的,環(huán)境條件為15~20℃,8Kg一批澆注料,千混4分鐘加水后濕溫4分鐘,所有試樣及標(biāo)型磚(做熱震穩(wěn)定性試驗)在混好后8分種內(nèi)澆注完畢。澆注料試樣的性能試驗也是按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
莫來石一碳化硅硅澆注料在制作燒嘴過程中,發(fā)現(xiàn)加入較多的水可以提高流動值。雖然加入較多的水會導(dǎo)致制品氣孔率增加.強(qiáng)度降低,但我們認(rèn)為燒嘴磚不是荷重構(gòu)件,實際產(chǎn)生時可根據(jù)具體情況適量增加加水量,對制品的熱震穩(wěn)定性至少沒有負(fù)面影響。
熱震穩(wěn)定性檢測(1100℃水冷)結(jié)果為23次,顯然,蘭晶石、紅柱石對提高澆注料的熱震穩(wěn)定性有較大貢獻(xiàn),在此基礎(chǔ)上又引入熱膨脹系數(shù)較低的碳化硅顆粒料后,澆注料熱震穩(wěn)定性又大幅度提高。以上述研究為基礎(chǔ),經(jīng)合理調(diào)整各組成,同時加入防爆劑,采用不燒工藝生產(chǎn)出的燒嘴磚理化性能為:AL203 50.04%,SiC 23.52%,體積密度2.63g/cm3,熱震穩(wěn)定性(1100℃水冷)大于23次,耐壓強(qiáng)度53.2MPa, 抗折強(qiáng)度15.2MPa。該磚在燃?xì)饪焖偕禍厮笫礁G上使用,壽命達(dá)6-10個月,用戶十分滿意。