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不定形耐火材料與定型制品在應用上的對比

幾乎在所有的應用領域,不定形耐火材料所占的份額都持續增加。然而,某些應用領域仍專屬于定型制品。所謂的功能耐火材料就是典型的例子,在此領域定型耐火材料占統治地位。例如,功能耐火材料在連續鑄鋼過程中起到控制鋼流的作用。在其它的應用領域,尚未開發出高質量的不定形耐火材料,因此定型制品仍是首選。在大多數使用堿性耐火內襯的場合(白云石磚、鎂磚、鎂碳磚、鎂鉻磚),都會優先使用定型耐火材料。這些材料屬于轉爐的內襯,鋼包的渣線磚,電爐的爐墻,水泥回轉窯的燒成帶和過渡帶,冶煉有色金屬( 銅、鉛、鋅等) 的爐襯等。通常,傳統習慣起著決定性的作用,這就是為什么定型制品仍然用于按照傳統設計的爐子內襯。

近來,不定形耐火材料不僅用來制造新的不定形耐火內襯,而且被大量地用作修補和維護服役中的耐火內襯。不定形耐火材料有多種施工方法,包括有振動和無振動(自流料)的澆注噴補、搗打和壓入。一些施工方式已經成為并且將持續成為不定形耐火材料的主要施工方式。按照傳統方法,不定形耐火材料被用作傳統電弧爐的爐底(堿性耐火材料) 、炮泥、高爐出鐵溝和一些修補和維護的材料。在某些場合,形狀復雜的制品已經被不定形耐火材料所替代,因而產生了復合內襯。垃圾焚燒爐就是一個例子。

不定形耐火材料實際上是形成了無接縫的內襯,在使用時已經是確定的形狀。有關澆注料的擴展應用的一個典型例子是鋼包上所使用的不定形耐火材料內襯的發展。原則上,鋼包內襯可以分為不定形耐火材料或定型制品,材質為高鋁質( 中性) 或堿性。用澆注料制得的不定形內襯主要局限于高鋁質材料,定型制品可以是中性或堿性材料。已經進行了大量工作以努力開發堿性澆注料,但至今為止還沒有在鋼包上成功使用堿性澆注料的報道。主要的問題是鎂砂易于水化,必須選擇新的結合劑。

耐火材料


在定型制品中,針對鎂磚的某些負面性能如熱膨脹率高、抗渣侵蝕性差等,在組分中加入了碳。鎂質澆注料中碳的有效加入量還沒有合理地確定,這是一個制約MgOC澆注料廣泛和成功運用的因素。然而,隨著高性能的低水泥和超低水泥澆注料的開發,不定形內襯已經在鋼包上取得了越來越重要的地位。高鋁質澆注料以及包襯更換技術已成為一種廣泛使用的技術。在新砌筑好的鋼包服役一次后,包襯內表面可以使用機械化方法進行清除,在損壞的

表面上可以澆注一層新的澆注料。這個程序可以重復進行好多次。與最初的砌筑全新包襯技術相比,實行包襯更換技術的鋼包材料的消耗量40% 50%,這意味著這項技術可以節約 50%60% 的爐襯材料。與磚襯相比,不定形耐火材料作為內襯的好處可以歸納如下: 減少砌筑的人力和時間,提高鋼包的利用率。由于減少服役中的鋼包數量,因此降低了耐火材料的消耗和費用。

不定形耐火材料在窯爐的維護中起著重要作用,這是因為可以在最短的停工期內實現大規模的修補,在某些情況下甚至可以在操作過程中實現修補。對內襯的系統修補可以使窯爐的使用壽命得到延長。對吹氧轉爐的堿性內襯( MgOC) 的修補即是一例。使用堿性混合物料進行有規律的噴射,同時精確控制渣的生成,濺渣護爐可以使內襯的壽命提高到20 000 爐次以上,而噸鋼耐火材料的消耗可以降低至1kg 以下。

當選擇使用不定形耐火材料內襯還是傳統的磚襯時,不定形耐火材料的快速施工( 使用新的結合劑) 以及干燥和加熱時間的縮短所帶來的優勢將起到重要作用。在很多情況下,原材料占據了最終產品價格的最大部分(可達60% ),因為原料對產品的性能有著巨大的影響,這就排除了使用廉價原材料的可能性。從這個觀點出發,由于原料在不定形耐火材料中占有主要地位,所以不定形耐火材料的使用會帶來無可非議的經濟效益。持續改進質量和施工快速化、簡單化最終都會讓使用更經濟化?梢哉J為,不定形耐火材料和定型耐火材料的不同比例將會持續增長。新型不定形耐火材料的深入研發和施工砌筑技術的創新,以及預制件技術都會維持這種趨勢。

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