
耐火材料是硅酸盐学科的一个分支,硅酸盐材料一般分为:水泥、玻璃、陶瓷和耐火材料。而耐火材料从使用的角度来分又可分为:冶金工业用耐火材料、水泥行业用耐火材料、玻璃行业用耐火材料和其他耐火材料。其中陶瓷用耐火材料归为其他耐火材料,建筑卫生陶瓷属于陶瓷的一个分支,因而建筑卫生陶瓷用耐火材料理所当然的归为其他用耐火材料一类了。理论上讲,耐火材料性价比高的轻质高铝砖又有定型耐火材料和不定型耐火材料之分,但一般不定型耐火材料多用于水泥、冶金窑炉,而玻璃行业和陶瓷行业用量不大,不定型耐火材料尤其是耐火骨料、耐火浇注料和耐火材料的胶凝剂等对部分性价比高的隔热砖起到不可估量的作用。

料粉对耐火材料的蚀损作用主要表现在粉料高温蒸发的碱性蒸气对耐火材料的侵蚀,如江西隔热砖表面的熔蚀、内部的“鼠洞”等,以及格子砖中的反霞石化作用等。再者,粉料中超细粉的飞料在蓄热室格子体中集聚,形成瘤子,堵塞格子孔,严重时造成格子砖倒塌、损毁,被迫热修。蚀损作用随温度升高而加剧,熔化温度每提高50~60℃就会使使用期限缩短约一年。前脸墙、加料口、熔化部前部空间、池壁、小炉、蓄热室上层格子体等部位都会受到料粉的蚀损。玻璃液对轻质高铝砖厂家耐火材料的蚀损作用比料粉要小得多,玻璃液与耐火材料界面层上的相反应是复杂的。玻璃液首先溶解耐火材料中的游离的SO₂。莫来石的溶解速度较小,它聚集到玻璃液和耐火材料的界面上,虽然小结晶的莫来石溶解了,但在使用时大结晶的莫来石甚至有了增长。

高碱玻璃具有较低的黏度,硼硅酸盐玻璃的表面张力小,所以,它们的侵蚀作用就剧烈。提高熔制温度会降低熔融玻璃液的黏度和表面张力,从而也加速了侵蚀作用。含硼酸、磷酸、氟、铝、钡化合物的玻璃液,对隔热砖有剧烈的侵蚀作用,强烈的玻璃液对流和不稳定的液面会把保护层冲刷掉,加速蚀损。对性价比高的轻质高铝砖耐火材料本身来说,蚀损程度主要与它的化学组成、矿物组成和结构状态有关。一般耐火材料的结构都是由一个或多个晶相、玻璃相和气相组成的。气孔,特别是开口气孔,是侵蚀剂渗入轻质高铝砖耐火材料内部的通道,并使侵蚀面增加。相对于晶相来说,玻璃相是薄弱环节,其化学稳定性差,要提高耐火材料的抗侵蚀,必须使其高温的稳定晶相增多,玻璃相含量减少,且软化温度和黏度要大,气孔率尽可能低。

这种化学侵蚀主要发生在池炉熔化池上部结构和蓄热室。在不同部位,配合料粉尘也有差别。加料口附近的配合料粉尘,其成分与玻璃成分基本相同。由于轻质高铝砖厂家硅砂颗粒密度较大,离加料口越远配合料粉尘中SO₂含量越低。配合料粉尘的多少与很多因素有关。对于同一种玻璃配合料粉尘量与原料密度、颗粒度、加料方式有很大关系。配合料加水、压饼或制球都可以大大减少配合料粉尘量。燃料的灰分及燃烧产物与隔热砖的化学反应造成的化学侵蚀。燃烧重油和天然气时,灰分基本不存在,而V₂O₅和NO虽然对耐火材料侵蚀严重,但一般重油中含量很少,在池炉生产中影响不大。这些就是玻璃配合料粉尘与江西轻质高铝砖耐火材料化学反应造成的侵蚀,

连铸功能耐火材料的材料体系,由最初简单的熔融石英质、铝碳材质,逐步开发应用了高耐蚀的锆碳(渣线、棒头)、镁碳(棒头、水口碗口、快换水口端面)、尖晶石碳(棒头、水口内壁)、高耐磨高碳化硅含量的性价比高的莫来石砖或锆英石碳(快换水口端面)、透气材料(长水口碗口、内壁)及众多浸入式水口防堵塞衬体材料(莫来石质、尖晶石质、白云石质、锆酸钙质等)。所用原材料更是品种广泛,主原料使用各种氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化硅及合成江西轻质高铝砖莫来石、尖晶石、碳化硅、赛隆、阿隆等,碳源有鳞片石墨、无定形碳、沥青、石墨微粉等;辅料发展更为全面、细微,各种防氧化剂(硅粉、碳化硅、低熔点玻璃粉、含硼材料、铝粉、锆化合物等)、增强剂、成型助剂、防潮剂等;结合剂虽仍以酚醛树脂为主,有的辅以沥青混合结合,酚醛树脂的引入形态、稀释调和剂、各种改性体(硼改性、镍改性、碳化硅改性、白炭黑或有机硅改性等)等各公司不一,发展变化较大。

能源问题是人类普遍关注的问题。水泥工业每年消耗燃料平均约为全世界消耗总量的 1.6%,水泥成本中能源费可达30%以上。水泥企业已经把节能问题作为关注的焦点。工信部582号文关于《工业和信息化部关于水泥工业节能减排的指导意见》中明确指出‘十二五’末,全国水泥生产平均可比熟料综合能耗小于114千克标准煤/吨,水泥综合能耗小于93千克标准煤/吨。轻质高铝砖厂家耐火材料作为水泥行业节能的原动力,如何推进江西隔热砖节能技术在水泥行业的应用呢?对于新型干法水泥生产线而言,其能源消耗量受其生产规模、设备选型、工艺状况、原料差异、管理水平等因素的影响,其能源消耗也有不同,目前国内一般和国外先进水平差距较大。