陶瓷輥道窯是近年廣泛用千煅燒建筑陶瓷并也開(kāi)始用于煅燒日用瓷的新型高效節(jié)能窯爐。我國(guó)許多建筑陶瓷產(chǎn)區(qū)都引進(jìn)了這種窯爐。該窯燒成帶用的耐火隔熱磚是窯爐的關(guān)鍵爐材。因?yàn)樗苯优c火焰接觸，所以應(yīng)具有良好的耐熱沖擊性、高溫體積穩(wěn)定性、高溫荷重轉(zhuǎn)化溫度、低導(dǎo)熱性和隔熱性。因此生產(chǎn)出了一種新型抗熱震隔熱磚。
原料組成和結(jié)構(gòu)
選用工業(yè)氧化鋁和蘇州土為主要原料，少量加入唐山紫木節(jié)和藍(lán)晶石。原料的化學(xué)組成見(jiàn)表1。
表1 原料的化學(xué)組成
提高紫木節(jié)的加入量會(huì)使熱震穩(wěn)定性降低。工業(yè)氧化鋁為白色松散的粉末顆粒，由許多0.1微米粒徑的γ-A1203晶體組成，平均粒徑為40~70微米，呈立方結(jié)構(gòu)，在1050~1500℃不可逆轉(zhuǎn)化為a-Al203，同時(shí)伴有體積收縮。
蘇州土是白色輕質(zhì)粘土，第一次莫來(lái)石化在1300~1500℃，而實(shí)際生成量?jī)H為理論生成量的90%。從蘇州土分解出的Si02與α-A1203在1300~1350℃左右生成二次莫來(lái)石，并伴有體積膨脹。
藍(lán)晶石含62.92%A1203和37.08%SiO2，其化學(xué)式為Al203·Si02。在加熱過(guò)程中，它不可逆轉(zhuǎn)化為莫來(lái)石和Si02混合物，并伴有體積膨脹，其轉(zhuǎn)化率在79%左右。藍(lán)晶石的轉(zhuǎn)化溫度為1100〜1410℃。
通過(guò)以上分析可知，在燒結(jié)過(guò)程中因相變產(chǎn)生的體積收縮和膨脹基本相抵，而且在制定的燒成溫度下可以完成莫來(lái)石化過(guò)程。原料中一定量的雜質(zhì)也會(huì)促進(jìn)莫來(lái)石的生成。
生產(chǎn)工藝
生產(chǎn)工藝流程
生產(chǎn)工藝流程見(jiàn)下圖。
配料
先加入聚苯乙烯球及粘土，攪拌均勻后再加入工業(yè)氧化鋁和藍(lán)晶石粉。先攪拌3分鐘，再徐徐加水?dāng)嚢?最佳加水量為28%~30%)，待泥料成為均勻的可塑料后即可成形磚坯。
成形
借助鋼模用可塑成形法成形磚坯，比澆注成形減少了成形水分，縮短了烘干時(shí)間。另外，用可塑法成形的磚坯尺寸容易控制，從而減少了制品的整形磨量。
燒成
采用倒焰窯燒成，燒成溫度為1400~1410℃，保溫4~6小時(shí)，以確保制品在燒成過(guò)程中莫來(lái)石化。
機(jī)械加工
根據(jù)用戶需求，對(duì)燒成制品進(jìn)行切割、磨削，制成標(biāo)、普、異、特各種產(chǎn)品。
經(jīng)顯微鏡觀察，抗熱震耐火隔熱磚的主晶相為莫來(lái)石，大多是隱晶質(zhì)無(wú)定塑結(jié)構(gòu)的微細(xì)松散球粒。球粒間已燒結(jié)，有少量柱狀莫來(lái)石晶粒。次晶相為剛玉，呈柱狀。玻璃相分散在晶粒間界，數(shù)量較少。組織結(jié)構(gòu)：晶粒表面有一薄致密層，粒間已燒結(jié)，相互橋接，而聚苯乙烯球燒失，形成孔穴，從而構(gòu)成多孔結(jié)構(gòu)，氣孔率大于60%。由于空氣的熱傳導(dǎo)系數(shù)低，因此該磚具有較低的導(dǎo)熱系數(shù)和優(yōu)良的隔熱性能。
主晶相莫來(lái)石的熔點(diǎn)為1850℃，次晶相剛玉的熔點(diǎn)為2050℃，而且莫來(lái)石直接結(jié)合形成堅(jiān)強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)骨架。這種高熔點(diǎn)及堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)骨架使制品在高溫下具有體積穩(wěn)定性、抗熱震性和高溫強(qiáng)度。使用實(shí)踐也證明，不僅其工作壽命可與進(jìn)口產(chǎn)品想媲美，而且價(jià)格還占有明顯優(yōu)勢(shì)。
以國(guó)內(nèi)原料為基礎(chǔ)，應(yīng)用有機(jī)物燒失法和可塑成型法生產(chǎn)的抗熱震耐火隔熱磚具有優(yōu)良的抗震穩(wěn)定性、隔熱性和高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，是一種優(yōu)質(zhì)高效節(jié)能新產(chǎn)品，完全可替代進(jìn)口產(chǎn)品。該產(chǎn)品完全適合陶瓷輥道窯的工作條件，也可用于陶瓷梭式窯等其它窯爐中。