新疆水泥窯用的不定形耐火材料

不定形耐火材料主要用于新式干法水泥窯內(nèi)形狀不規(guī)則或窯體發(fā)生變形的部位，如預(yù)熱系統(tǒng)、窯尾、窯頭、噴煤嘴、三次風(fēng)管、冷卻機(jī)及余熱發(fā)電等。不定形耐火材料品種繁多，功能差別明顯，施工、維護(hù)對(duì)運(yùn)用壽命影響極大。為了進(jìn)步水泥窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率，耐火材料工程師需求了解各種不定形耐火材料的功能，掌握在不同條件下挑選、運(yùn)用這些材料的辦法。
不定形耐火材料的要害有三點(diǎn)
其一，結(jié)合方法;
其二，升溫后膠結(jié)物內(nèi)部、膠結(jié)物和被膠結(jié)物之間、被膠結(jié)耐火質(zhì)料之間錯(cuò)綜雜亂的反響;
其三，不定形耐火材料與窯料、窯氣、錨固件、窯體之間愈加雜亂的物理化學(xué)效果。
結(jié)合是不定形耐火材料的基質(zhì)之間，基質(zhì)和骨料之間發(fā)生粘接而具有抵抗外力效果而不損壞的能力。一般情況下，不定形耐火材料的結(jié)合分為水泥結(jié)合、化學(xué)結(jié)合、凝集結(jié)合三種方法。
狹義上，水泥指鋁酸鈣水泥。水泥結(jié)合是依托水泥水化發(fā)生的結(jié)合。水化是固態(tài)物質(zhì)和水反響，構(gòu)成固態(tài)含水物質(zhì)的化學(xué)反響。
水泥結(jié)合
水泥結(jié)合包含下述三種類型：
①水泥水化產(chǎn)品之間直接發(fā)生物理化學(xué)效果發(fā)生的結(jié)合;
②水化產(chǎn)品和高活性物質(zhì)(如硅溶膠)反響發(fā)生的結(jié)合;
③水化產(chǎn)品和硅灰、鍛燒高嶺土微粉、煅燒氧化鋁微粉等具有火山灰活性物質(zhì)的表面發(fā)生物理化學(xué)效果發(fā)生的結(jié)合。
化學(xué)結(jié)合
化學(xué)結(jié)合是依托結(jié)合劑發(fā)生化學(xué)反響發(fā)生的結(jié)合?？墒?，這些化學(xué)反響不包含可水化物質(zhì)與水的反響，至少不以水化為主，不然，就應(yīng)歸類于水化結(jié)合。一般情況下，常見的化學(xué)結(jié)合有下述三種類型：
①結(jié)合劑和耐火材料反響發(fā)生的結(jié)合;
②結(jié)合劑和硬化劑反響發(fā)生的結(jié)合;
③以上兩種方法復(fù)合發(fā)生的結(jié)合。
例如，水玻璃結(jié)合既能夠由結(jié)合劑和耐火材料反響發(fā)生(水玻璃鎂磚)，也能夠由結(jié)合劑和硬化劑反響發(fā)生(水玻璃+氟硅酸鈉)。磷酸鹽結(jié)合既能夠由結(jié)合劑和耐火材料反響發(fā)生(磷酸鹽磚)，也能夠由復(fù)合結(jié)合發(fā)生(由磷酸作結(jié)合劑，水泥作促凝劑制作的磷酸鹽結(jié)合不定形耐火材料)。
凝集結(jié)合
凝集結(jié)合指由微粉凝集發(fā)生的結(jié)合。凝集結(jié)合有下述兩個(gè)要害：
①實(shí)現(xiàn)微粉由渙散到凝集的改變，這就需求遲效硬化劑;
②增大固相體積，削減液相體積，削減氣孔率和進(jìn)步微粉間的粘接力。這樣就或多或少地與水泥結(jié)合有些關(guān)聯(lián)。
廣義上說，水泥是能發(fā)生水化反響，進(jìn)而通過直接和直接的物理化學(xué)效果發(fā)生結(jié)合或強(qiáng)度的粉狀物質(zhì)。例如，鋁酸鋇Ba0?Al203是一種特種耐火水泥。再如，ρ-AUOs也是一種特種耐火水泥。還有Mg0-Si02-H20結(jié)合被認(rèn)為是凝集結(jié)合?？墒?，這種結(jié)合需求運(yùn)用MgO的水化改變液相的性質(zhì)發(fā)生凝結(jié)，運(yùn)用MgO的水化物和硅灰表面發(fā)生效果發(fā)生硬化，還需求MgO和硅灰在升溫過程中發(fā)生物理化學(xué)反響構(gòu)成M2S等物質(zhì)發(fā)生結(jié)合。所以，本質(zhì)上MgO-SiO2-H2O結(jié)合也屬于水泥結(jié)合。
升溫中，不定形耐火材料中發(fā)生一系列十分雜亂的物理化學(xué)反響。常見的物理化學(xué)反響以超低水泥結(jié)合耐火澆注料為例有下述：
①脫去游離水;
②水化物脫去結(jié)合水;
③水化物的改變;
④脫水水化物和硅灰的反響;
⑤硅灰和氧化鋁微粉的反響;
⑥在莫來石的晶核的效果下，從中心相中構(gòu)成莫來石晶體;
⑦構(gòu)成發(fā)育杰出的莫來石、鈣長(zhǎng)石新生結(jié)合相。
運(yùn)用中，超低水泥澆注料接受十分雜亂的作業(yè)負(fù)荷，逐步蛻變、損壞，形成的原因有以下幾種：
一是高溫窯氣對(duì)耐火材料的輻射、對(duì)流傳熱;
二是火熱窯料發(fā)生的沖擊、磨損;
三是窯料中CaO等發(fā)生的腐蝕;
四是窯氣中K2O等揮發(fā)性組分侵入、凝集和腐蝕耐火材料;
五是窯溫變化發(fā)生的熱震損壞;
六是因溫度、熱膨脹系數(shù)的不同，不定形耐火材料、錨固件和窯體間發(fā)生很大應(yīng)力，致使窯襯損壞或錨固件被拔出;
七是錨固件遭到氧化、腐蝕損壞，致使襯料垮落。
外人看來，不定形耐火材料似乎簡(jiǎn)略。實(shí)際上，不定形耐火材料是一種高度非均質(zhì)、多層次的復(fù)合材料。制作中，不定形耐火材料微觀結(jié)構(gòu)構(gòu)成、發(fā)展，發(fā)生結(jié)合的原理適當(dāng)雜亂。運(yùn)用中，不定形耐火材料怎么抵抗高溫、腐蝕、熱震、機(jī)械應(yīng)力的損壞而取得更長(zhǎng)運(yùn)用壽命的問題愈加精深。因而，要選好、用好不定形耐火材料并不容易。首先，要了解各種不定形耐火材料的特性;其次，要弄清運(yùn)用部位的主要損壞機(jī)理;再者，揚(yáng)長(zhǎng)避短地挑選和運(yùn)用適宜的耐火材料;最終，仔細(xì)觀察運(yùn)用結(jié)果，深入分析后，找出存在問題和提出處理方案。總歸，既要通曉耐火材料的理論，又要處理實(shí)際問題，特別要處理一些業(yè)內(nèi)長(zhǎng)期不解的難題，或者要有一些新的創(chuàng)造，才能在耐火材料學(xué)界具有立足之地。