窯爐耐火材料的選擇看來簡單實(shí)際上非常復(fù)雜。合適的材料必須具有特定的性能,如耐火度高,能抗溫度變化,抗機(jī)械及化學(xué)作用及隔熱能力等。盡管在數(shù)年前耐火磚和耐火澆注料還作為砌筑窯爐和窯襯的基本材料,但隨著隔熱耐火材料和纖維材料的發(fā)展已為選擇窯體材料開辟了一條新路,使結(jié)構(gòu)輕型化。而在數(shù)年前,根據(jù)窯的操作溫度,窯墻厚度可達(dá)1m .而采用現(xiàn)在的新材料只需厚度的約三分之一就可達(dá)到與原來一樣的效率。
隔熱材料具有低導(dǎo)熱性及低熱容量的特點(diǎn),這是普通常識。目前,正是這些隔熱產(chǎn)品構(gòu)成了各種輕型工業(yè)窯爐結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。與其它材料一道,輕質(zhì)隔熱粘土耐火磚,莫來石保溫磚,輕質(zhì)剛玉磚及耐火纖維都包括在這組產(chǎn)品中。耐火纖維是采用熱化學(xué)工藝,將純高嶺土或氧化鋁或鋁鹽溶液的液體進(jìn)行離心作用或霧化作用而生產(chǎn)出來的。
這些耐火纖維制品的優(yōu)點(diǎn)主要是它們具有低體積密度和相對低的熱容量,低導(dǎo)熱性和較高的抗溫度變化性能。使用的溫度范圍為1200~1600℃。耐火纖維制品的缺點(diǎn)是穩(wěn)定性差,即它們只適用于機(jī)械應(yīng)力和腐蝕都低的窯爐內(nèi)襯中。由于熱用力作用的結(jié)果,纖維分別發(fā)生滯后收縮及壓縮效應(yīng)而使各種高溫纖維的纖維結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。為了消除這種滯后收縮效應(yīng),在生產(chǎn)時采用了許多方法。因此收縮及壓縮效應(yīng)一般可從約3%減少至1%。
1:以纖維為窯襯的優(yōu)缺點(diǎn)
1.1間歇式窯的優(yōu)點(diǎn)
①升溫、冷卻時間短,所以整個燒成周期也短;②能耗低;③產(chǎn)量高。
1.2對隧道窯來說有以下優(yōu)點(diǎn):
①由于有效地使用小斷面隧道窯,故能獲得最佳的溫度平衡;②具有廢氣處理系統(tǒng),可減少環(huán)境污染;③成品的質(zhì)量更加均勻;④具有在短時間內(nèi)低溫運(yùn)行或停窯的可能性;⑤如提供相應(yīng)的存貯能力,可以生產(chǎn)7天
2:缺點(diǎn)
由于全纖維窯襯貯存的熱容量低,所以在最高溫度下燒結(jié)或保溫時間長的情況下,建議不適用全纖維窯襯。由于這個原因,在這種情況下窯的襯磚應(yīng)砌筑隔熱粘土磚或如采用隔熱粘土磚粘結(jié)高溫纖維模塊。
由于高溫狀態(tài)下(穩(wěn)定莫來石晶體)在化學(xué)腐蝕情況下的改變產(chǎn)生侵蝕性的煙氣或瓷釉氣霧;所以使用纖維做窯襯是不合適的。在還原氣氛中(CO、H2、NH3、CH4)合成,核晶作用及晶體生成都將使操作溫度降低,而帶堿性的釉氣(約950℃)將與纖維發(fā)生反應(yīng)會生成白榴石或正長石。二氧化硫氣霧會生成硫酸鉀從而降低二氧化硅的含量。
總之由于現(xiàn)代爐襯技術(shù),即使用隔熱粘土磚或者采用全纖維爐襯來作為爐內(nèi)的保溫使用,都呈增長趨勢,使得砌筑窯爐的周期縮短。尤其是對間歇式窯而言成為一種方便快捷的可能。但是這些爐襯也可用于短流程的陶瓷生產(chǎn)隧道窯上,適應(yīng)生產(chǎn)高峰期或維持低溫運(yùn)行的窯爐。