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    陶瓷窑用耐火材料的性能要求


    随着陶瓷工业的迅速发展,陶瓷窑炉技术水平不断提高。窑炉燃料结构的逐步改变,低温快烧技术的推广应用,燃烧技术的不断完善及窑炉控制水平的提高等对窑用耐火材料陶瓷纤维板提出了更高的要求。现代陶瓷窑炉在满足陶瓷产品烧成工艺要求的前提下,以节能与提高窑炉寿命为中心,窑用耐火材料必须与之相匹配。陶瓷窑用筑炉材料可分为耐火材料和隔热保温材料两大类。根据陶瓷窑炉的作业特点,对耐火材料方要有如下几方面的要求。

    1、导热率

    耐火材料的导热率对于陶瓷窑炉的设计是不可缺少的重要依据。对于要求绝热性能良好的轻质耐火材料和要求导热性能良好的隔焰结构材料,检验其导热系数具有重要意义。采用低导热率的窑体耐火材料,对降低窑体表面温度,减少散热损失,从而降低陶瓷产品的能耗具有重要作用。

    2、抗折强度

    高温抗折强度对减小陶瓷窑具的厚度,从而降低窑具重量,实现节能目的十分重要。

    3、荷重软化温度

    荷重软化温度是耐火材料的重要质量指标,它在一定程度上表明材料在与其使用情况相仿条件下的结构强度。它是设计陶瓷窑炉时判定某种耐火材料能否使用的主要依据。通常应使陶瓷窑内层材料的荷重软化温度比窑炉的正常工作温度高100~500℃,如烧瓷质砖窑炉,烧成带内层材料的荷重软化温度应高于1380℃。否则,当窑炉操作过程中或点火烘窑时,由于短时窑温高于长期使用温度,将引起炉体变形甚至下沉损坏。

    4、重烧线变化

    耐火材料陶瓷纤维板在陶瓷窑炉中使用时,高温下如果产生过大的重烧收缩,会使炉体的砖缝增大,影响炉体的整体性与气密性,甚至会造成炉体结构损坏,尤其是窑顶砖,它的收缩会引起窑顶下沉变形。相对来说,重烧膨胀危害较小,尤其是不大的膨胀对延长窑体寿命常有较好作用。对轻质隔热耐火砖,重烧线变化是决定其长期使用温度的重要参数。在国外标准中,最高使用温度(即分类温度)是指连续保温24小时,其重烧线变化不大于2%的实验温度,但远温度不能作为轻质耐火材料的工作温度。我国重烧线变化的实验方法中未确切标明其保温时间为24小时,因此在轻质耐火砖选材时,要注明为24小时的重烧线变化。

    5、耐热震稳定性

    耐火材料的这种抵抗温度的急剧变化而不破坏的性能,与耐火材料的热膨胀性、导热率、组织结构及形状有密切关系,是耐火材料综合性能的反映,对窑炉的寿命有重要影响。对耐火材料耐热震性的要求是陶瓷窑炉的工作性质所决定的。对于间歇式窑炉,每一次操作运行都要把窑体由室温加热至陶瓷产品的烧成温度,保温一段时间后,又降低至室温。这样反复加热、冷却,如耐火材料耐热震性不好,则易出现耐火砖开裂、剥落及掉头等,严重的会致使窑体坍塌。而对于连续式操作的陶瓷窑炉,如隧道窑和辊道窑,尽管是连续操作,昼夜运行,但在窑炉停电,停燃料,设备损坏及周期性维修时;也会出现停窑。每一次停窑则意味着从烧成温度降至室温,然后再加热至烧成温度的过程,因此窑炉的寿命与耐火材料的耐热震性密切相关。

    耐热震性对窑具和窑车耐火材料尤为重要。不管是连续式窑炉还是间歇式窑炉,窑具和窑车材料都要不断地经受冷、热循环,而且由于陶瓷烧成工艺要求,陶瓷产品烧结后以最高温度要经过急冷降至850℃左右,窑具和窑车耐火材料陶瓷纤维板也同样要经受这样的急冷。


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