陶瓷窑炉用隔热耐火材料的研究方向及配套耐材产品

陶瓷窑使用哪些铝硅质耐火材料?

煅烧温度高的场合，如烧成氧化铝陶瓷和铁氧体陶瓷，需要使用铝硅质耐火材料。例如，莫来石-刚玉系列的硼板、推板、匣钵等。此外，辊道窑需要使用刚玉-莫来石材料制作辊子见表1所列。

表1  铝硅质陶瓷辊棒性能

陶瓷窑炉采用哪些轻质耐火材料?

现代陶瓷窑炉采用隔热砖、耐火纤维和硅酸钙三大类轻质耐火材料通过增强隔热、减少吸热来提高窑炉的锻烧效率，达到降低能源消耗、增加窑炉产量和改善所制陶瓷产品质量的作用。

轻质耐火砖的生产方法有3种。其一，加入轻质骨料，用基质包裹轻骨料，再借助化学结合或烧结产生结合。其二，加入焦炭、锯末、聚苯乙烯球等可燃物，高温下将可燃物烧尽后，在原位留下气孔，形成多孔材料。其三，制造泡沫浆体，用水泥将泡沫体，经过烧结制得多孔材料。

耐火纤维的生产方法有多种：

其一，喷吹法是用空气或蒸气喷吹熔融耐火材料的流股，形成纤维。回转法是高速转动的滚筒击碎熔融耐火材料形成纤维。

其二，离心法是离心机甩出熔融耐火材料的流股形成纤维。

其三，胶体法是将物料制成胶体，在一定条件下固化成坯，再经煅烧成为纤维。采用熔融作出的纤维多为非晶态物质;

最后，将耐火材料制成胶体，再经过热处理制得纤维。

前三种工艺制得的纤维都是玻璃体，只能用于低温。后一种方法可以制得结晶态的纤维。制得原纤后，经除渣、加入结合剂、成型、热处理等工艺制得毡、毯、板、带、绳、布等隔热制品。

硅酸钙隔热材料分为托贝莫来石型和硬硅钙石型。托贝莫来石型材料采用常压蒸养合成，最高使用温度只有650℃;硬硅钙石材料采用蒸压水热合成，最高使用温度可达为1000℃。硬硅钙石制品以熟石灰等为钙质原料，以磨细高纯硅砂等为硅质原料，经过蒸压、压滤、成形、热处理等工艺制成。

陶瓷窑用隔热耐火材料的研究方向有哪些?

隔热耐火材料有三大发展方向：

其一，提高材料的高温隔热性能;

其二、提高隔热材料高温下的热力学稳定性，降低受高温作用后的变质速度;

其三，解决一些隔热耐火材料环境的问题。

怎样进行陶瓷隧道窑耐火材料的配置?

现代陶瓷窑的主要特点在于采用一系列先进技术、先进材料来增强窑炉的有效传热，削弱窑炉的无效传热，以提高烧成陶瓷的效率，使陶瓷窑的产量、燃耗、成本、寿命等技术经济指标得到最大限度的改善。

现代陶瓷窑炉采用高速烧嘴、气流搅拌、空气急冷等手段极大增加窑内气体对窑内固体的对流传热系数;采用了支柱-横梁-棚板组成的构架来支撑坯件，极大增加了窑内气体和窑内固体的传热面积;采用了低蓄热、高强度、高导热和高抗热震性的窑具材料，加快窑内气体对陶瓷坯体的传热，保证了窑具支撑的稳定性;采用了超轻质、低蓄热的窑车和高保温的窑体，有效减少了窑炉的散热。

进行陶瓷窑用耐火材料的配套要掌握陶瓷的烧成工艺，熟悉窑炉结构、原理和工作条件，精通耐火材料成分、结构、性能和使用条件的关系，明确现存问题，采取针对性的措施进行改进，从而才能取得显著的效果。例如，采用堇青石-莫来石质护板保护可以有效缓解热气流窑内耐火纤维制品的磨蚀，大幅延长窑炉寿命，如图1所示。

图1  调挂式窑项的复合结构

再如，窑车由钢质底座、围砖、隔热充填材料、盖板、支柱、横梁和棚板等组成。如图2所示。

图2  复合式窑车和支架组合

窑车用空心围砖围住四周，上盖堇青石盖板，中填耐火纤维，下部浇注不定形隔热耐火材料。堇青石支柱由安装在窑车底部钢板上的金属套筒固定，支柱上部带有支柱帽，在支柱帽上再放置碳化硅质横梁和堇青石-莫来石质棚板。这样，就以最少的耐火材料有效地实现了对陶瓷制品的支撑。