高溫窯爐用耐火材料介紹

耐火行業用高純原料的燒結和高技術氧化物系耐火制品的燒成都在高溫爐窯中完成。由于耐火工業使用的高溫爐窯種類很多，不可能一一介紹，下面僅就高純鎂砂燒結的高溫豎爐和高技術氧化物系耐火制品燒成的高溫隧道窯用耐火材料的情況作些簡單說明。

1、高溫豎窯用耐火材料

高純度、低氣孔率、粗晶粒鎂砂是生產特種鎂質耐火材料的原料。為了促進方鎂石晶粒長大，以前采用添加少量（小于0.5%)的Cr203、Fe203、Zr02以及Ti、V、Mn、Al、Cu和稀土元素的氧化物和鹽類的方法。雖然這些物質促進MgO致密化和晶粒長大的機理不相同，但它們都是利用加速擴散的方法實現的。正是這種原因，它們也就降低了材料的熱化學穩定性，尤其是當作用在晶界熔體形成上（如Fe203等）時更是如此。這說明，如果不想降低鎂質耐火材料的熱化學穩定性，就應當避免向其內部添加其他外來物質。

在不添加外來物質的情況下，其技術措施則是采用5000℃預處理氫氧化鎂或900℃預處理菱鎂礦，然后處理活性MgO物料（細磨），在成球/壓塊前加人或者不加惰性MgO晶種，再經高壓壓球/壓坯，更后于高溫爐窯中燒結，制取特種鎂砂。

上述這些技術措施都能減少阻止結晶作用的氣孔率，改進致密度，在沒有燒結促進劑的條件下，同樣可導致方鎂石晶粒長大。

如果死燒在回轉窯內進行，那么即便達到上限溫度(1900-2000℃），并且延長在內的時間，以加大鍛燒強度,倘若無特殊措施，也只能獲得晶粒直徑大約為50-120um的鎂砂。如果需要獲得晶粒更大的鎂砂，那就需要采用豎窯作為制取大晶粒燒結鎂砂的死燒窯爐。豎窯的死燒溫度在無富氧條件下也能達到2100~2300℃，這可使低鐵燒結鎂砂的平均方鎂石晶粒直徑達到200um以上。

顯然，生產上述鎂砂的高溫豎窯燒結帶內襯的耐火材料應滿足：

(1)對高純度鎂砂品質無影響；

(2)能夠適應2100-2300℃的操作條件。

因此，應選擇高純的特種鎂磚砌筑燒成帶。這種鎂磚通常選用純度為99%的MgO、體積密度不小于3.40g/cm3的粗晶粒鎂砂為原料生產，其性能指標為MgO為98%~99%,體積密度為3.0g/cm3的Pa小于等于17%,T0大于等于1800℃。其他部位（預熱帶和冷卻帶）則選用MgO含量為97.5%~98%的高純鎂磚砌筑。

2、高溫隧道窯燒成帶用耐火材料

燒成堿性氧化物系耐火制品，如高純電熔再結合Mg0-Cr203磚、Si02小于1%的直接結合MgO-Cr2O3特種高純鎂磚等時，都需要在高溫（1800-2000℃)隧道窯內完成。榮盛耐材為您提供耐火材料。

這類高溫隧道窯內襯需要采用多種不同類別和等級的耐火制品綜合砌筑。由于各段帶的溫度要求不一樣，所以使用耐火制品的物理、化學指標有很大差別。例如某公司年生產10000tMgO-Cr203磚使用的高溫隧道窯則采用18種不同類型和不同等級的耐火制品。表7-1列出了該隧道窯筑襯耐火制品的技術指標。上述隧道窯的更高燒成溫度為1900℃,所以燒成帶拱頂工作襯采用電熔剛玉磚（再結合，B.D=3.41g/cm3)，窯壁工作襯則采用Nucon80MgO-Cr203磚，預熱帶、緊接燒成帶的一段和冷卻帶窯頂采用Nucon60Mg0-Cr203磚筑襯（包括對應的窯壁工作襯）。燒成帶雙層拱撐壁用莫來石磚砌筑，其他部位根據工作條件分別采用不同類型的高鋁磚、黏土磚和隔熱磚砌筑。

我國燒成堿性磚的高溫（1800-2000℃)隧道窯燒成帶內襯拱頂一般采用電熔半再結合MgO-Cr2O3磚和高純鎂磚按斑馬結構砌筑。由于前者在1800℃重燒線變化PLC=+0.1%~+0.3%(膨脹），而后者1800℃重燒線變化PLC=-0.1%~-0.3%(收縮），當采用這兩種磚按斑馬結構砌筑時，可取長補短，互相調劑余缺，提高拱頂砌筑體的體積穩定性。

不過，上述高隧道窯燒成帶拱頂砌筑的半再結合MgO-Cr203磚，由于Cr2O3長期處于溫操作條件下，發生氧化-還原反應，導致磚體膨脹，而成為拱頂損壞的原因。為了解決上述問題，技術人員曾經建議，采用低鉻半再結合MgO-Cr203磚砌筑高溫隧道窯燒成帶整個拱頂，從而延長了使用壽命，取得較好的經濟效果。

由此可見，高質量氧化系耐火制品的燒成所采用的高溫窯爐燒成帶主要采用剛玉質耐火制品、高純MgO-Cr2O3磚（再結合、半再結合和直接結合）以及高純鎂磚砌筑，而其他各段帶，根據溫度條件選用多種類型和等級的耐火材料進行綜合筑襯。