燒嘴(zui)磚(zhuan)是(shi)按照不同的(de)加(jia)(jia)熱(re)工(gong)藝要(yao)求設(she)計制造的(de)燃(ran)燒設(she)備,根據形狀(zhuang)、尺寸的(de)不同來控制火(huo)焰的(de)長度、形狀(zhuang)、剛(gang)度等,用于組織火(huo)焰形狀(zhuang),使(shi)燃(ran)燒效果(guo)更好(hao)。目前(qian),燒嘴(zui)磚(zhuan)是(shi)各種工(gong)業加(jia)(jia)熱(re)爐的(de)主要(yao)部件之一(yi),燒嘴(zui)磚(zhuan)原結(jie)構一(yi)般為(wei)重質耐火(huo)磚(zhuan)或(huo)耐火(huo)澆(jiao)注料結(jie)構,部分溫度較低的(de)燒嘴(zui)采用輕質耐火(huo)磚(zhuan)+輕質隔熱(re)(re)材料(liao)的(de)保溫(wen)結構(gou),由于燒嘴(zui)磚重量(liang)大(da),安裝固定難度(du)(du)大(da),保溫(wen)效(xiao)(xiao)果(guo)差(cha),散熱(re)(re)損失大(da),能源浪費(fei)嚴(yan)重,外壁溫(wen)度(du)(du)過高影響工(gong)作環境,而(er)且燒嘴(zui)材料(liao)的(de)抗熱(re)(re)震性(xing)能差(cha),在使用中易出現裂紋和(he)剝落(luo),使用效(xiao)(xiao)果(guo)很不理想。
另外,燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)嘴(zui)磚(zhuan)結(jie)構(gou)(gou)是蓄(xu)熱(re)式燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)嘴(zui)的(de)(de)關鍵技(ji)術之一,直接影響燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)嘴(zui)燃燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)效果,同(tong)時合理的(de)(de)結(jie)構(gou)(gou)還有(you)利(li)于長燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)嘴(zui)使(shi)用(yong)壽命。因此(ci),對燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)嘴(zui)磚(zhuan)性(xing)能的(de)(de)技(ji)術研究(jiu),具有(you)十分重要(yao)的(de)(de)經濟意義(yi)。燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)嘴(zui)磚(zhuan)在使(shi)用(yong)過程中(zhong)面臨的(de)(de)主要(yao)損毀原因,就(jiu)是在熱(re)冷交(jiao)替下產生(sheng)的(de)(de)梯度破壞,也是熱(re)震穩定性(xing)的(de)(de)缺陷,正常使(shi)用(yong)中(zhong)的(de)(de)燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)嘴(zui)磚(zhuan)一方面作(zuo)為火焰(yan)的(de)(de)輸(shu)出(chu)口(kou),一方面又作(zuo)為煙氣(qi)通(tong)往蓄(xu)熱(re)室的(de)(de)輸(shu)入口(kou),所以兩(liang)面反向(xiang)疏松時存在溫差(cha)。
現如(ru)今(jin)我們研究在生產燒嘴磚時引入藍晶石、硅線石、紅柱石統稱三石礦物,作為抗熱震的主要原材料,三者化學式相同,為(wei) AL2SiO3,化學成分:AL2O362. 93 %,SiO237. 07 % ,均屬硅酸鹽類(lei),但其晶體結(jie)構各異。三石礦(kuang)物在高(gao)溫下(xia)均不(bu)可逆轉化為莫來石和SiO2 ,并伴隨有體積效應,因晶體(ti)結構不同,在高(gao)溫下轉化為莫來石的溫度、時間、速度及體積效應(ying)均(jun)不同,轉化為莫來石(shi)的過程、形態、結晶方向也不同。本研制利用三(san)石(shi)礦物(wu)這(zhe)一(yi)優良(liang)的高溫性能來改(gai)善燒嘴磚的(de)高溫燒后線變化(hua)及提(ti)高熱震穩定性。有(you)資料表明,三石礦物以(yi)復合的形式加入燒嘴磚性(xing)能更優。本研(yan)制(zhi)首先(xian)以(yi)藍晶石和硅(gui)線石按1:2的(de)比例進(jin)行配料試驗,將藍晶石細(xi)磨成-180目的(de)細粉,硅線石(shi)-100目的細粉(fen)。
可(ke)以看出,當(dang)硅線石∶藍晶石為1 ∶2 的比(bi)例時,燒嘴(zui)磚的強度(du)較好,高溫(wen)燒后線變(bian)化率更小(xiao)。這一點可(ke)以(yi)從硅線石(shi)、藍晶(jing)石(shi)的高溫(wen)分解(jie)溫(wen)度范圍及速度上來分析(xi),藍晶石從1100 ℃開始分解,1300 ℃藍晶石分解加(jia)劇,在(zai)1400~1450 ℃已經進入快速分解(jie)和莫(mo)來石化(hua)、反應基本進行完全,且伴隨著16~18 %的體積效應,膨脹劇烈。而(er)硅線石開始分解溫度約1350 ℃左(zuo)右,到約1550 ℃才有所加快(kuai)分(fen)解,莫來(lai)石生成量很小,反應速度很慢。由于(yu)藍晶石加入(ru)量較大(da),從而(er)有(you)效的抵消了高溫(wen)下(xia)的燒成收(shou)縮。燒嘴磚的(de)高溫燒后強度(du)較中溫燒后強度(du)有(you)所(suo)降(jiang)低,一般認為(wei)這是(shi)三石(shi)礦(kuang)物的(de)(de)分解(jie)和莫來(lai)(lai)石(shi)化后其結(jie)構比原來(lai)(lai)疏松(song)所致。同時三石(shi)礦(kuang)物的(de)(de)加入,燒(shao)嘴磚的熱震穩定性得到明顯改善,其原因(yin)一是:復相材(cai)料由于各礦物(wu)線膨(peng)脹系數的差異,導致在相(xiang)的界面上產生微裂(lie)紋(wen),其微裂紋的增韌機制可提高燒(shao)嘴磚的熱震穩定性(xing);二是硅線石(shi),藍晶石的線膨脹系數較(jiao)小,它在高溫下相變(bian)為莫來石(shi)所得到(dao)的新(xin)相的線膨脹系數也小,轉(zhuan)變前后的晶(jing)相(xiang)都對抗熱(re)震有利。