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烧嘴砖

添加时间:2022年11月30日  浏览次数:

烧嘴砖是按照不同的加热工艺要求设计制造的燃烧设备,根据形状、尺寸的不同来控制火焰的长度、形状、刚度等,用于组织火焰形状,使燃烧效果更好。目前,烧嘴砖是各种工业加热炉的主要部件之一,烧嘴砖原结构一般为重质耐火砖或耐火浇注料结构,部分温度较低的烧嘴采用轻质耐火砖+轻质隔热材料的保温结构,由于烧嘴砖重量大,安装固定难度大,保温效果差,散热损失大,能源浪费严重,外壁温度过高影响工作环境,而且烧嘴材料的抗热震性能差,在使用中易出现裂纹和剥落,使用效果很不理想。

另外,烧嘴砖结构是蓄热式烧嘴的关键技术之一,直接影响烧嘴燃烧效果,同时合理的结构还有利于长烧嘴使用寿命。因此,对烧嘴砖性能的技术研究,具有十分重要的经济意义。烧嘴砖在使用过程中面临的主要损毁原因,就是在热冷交替下产生的梯度破坏,也是热震稳定性的缺陷,正常使用中的烧嘴砖一方面作为火焰的输出口,一方面又作为烟气通往蓄热室的输入口,所以两面反向疏松时存在温差。

烧嘴砖

现如今我们研究在生产烧嘴砖时引入蓝晶石、硅线石、红柱石统称三石矿物,作为抗热震的主要原材料,三者化学式相同, AL2SiO3,化学成分:AL2O362. 93 %,SiO237. 07 % ,均属硅酸盐类,但其晶体结构各异。三石矿物在高温下均不可逆转化为莫来石和SiO2 ,并伴随有体积效应,因晶体结构不同,在高温下转化为莫来石的温度、时间、速度及体积效应均不同,转化为莫来石的过程、形态、结晶方向也不同。本研制利用三石矿物这一优良的高温性能来改善烧嘴砖的高温烧后线变化及提高热震稳定性。有资料表明,三石矿物以复合的形式加入烧嘴砖性能更优。本研制首先以蓝晶石和硅线石按12的比例进行配料试验,将蓝晶石细磨成-180目的细粉,硅线石-100目的细粉。

可以看出,当硅线石蓝晶石为1 ∶2 的比例时,烧嘴砖的强度较好,高温烧后线变化率更小。这一点可以从硅线石、蓝晶石的高温分解温度范围及速度上来分析,蓝晶石从1100 ℃开始分解,1300 ℃蓝晶石分解加剧,14001450 ℃已经进入快速分解和莫来石化、反应基本进行完全,且伴随着1618 %的体积效应,膨胀剧烈。而硅线石开始分解温度约1350 ℃左右,到约1550 ℃才有所加快分解,莫来石生成量很小,反应速度很慢。由于蓝晶石加入量较大,从而有效的抵消了高温下的烧成收缩。烧嘴砖的高温烧后强度较中温烧后强度有所降低,一般认为这是三石矿物的分解和莫来石化后其结构比原来疏松所致。同时三石矿物的加入,烧嘴砖的热震稳定性得到明显改善,其原因一是:复相材料由于各矿物线膨胀系数的差异,导致在相的界面上产生微裂纹,其微裂纹的增韧机制可提高烧嘴砖的热震稳定性;二是硅线石,蓝晶石的线膨胀系数较小,它在高温下相变为莫来石所得到的新相的线膨胀系数也小,转变前后的晶相都对抗热震有利。

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