各种耐火材料产品(电熔材料除外)的能源(燃料、电、水等)消耗中,镁铬砖,镁砖,镁火泥燃烧所占的比重高达70%~80%,耐火材料节能工作的重点应是降低燃料消耗。因此,进行炉窑热工测定,编制炉窑热平衡表,全面分析热耗情况,找出降低热耗、提高热效率的主攻方向和节能措施十分必要。按照习惯,耐火材料炉窑采用单位产品热耗,作为热经济性能的衡量标准。但单位产品热耗,仅能在同类产品之间比较,对炉窑热经济虽能作相对的比较,但并不反映炉窑在热能利用方面的真实情况。如果炉窑热能利用情况没有一个科学的衡量标准,势必会妨碍今后提高耐火炉窑热经济性能的努力。国内外工业炉普遍采用“热效率”作为衡量热能利用好坏的标准。
低导热可以实现筒体温度下降和减少散热损失,从而降低能耗。轻量化:设计材料结构,在保证必须的耐碱性等功能性前提下实现轻量化;微孔技术:研究微结构和性能可调控工艺技术;多层复合技术:研究层结构耐火材料复合界面的全寿命热匹配稳定性调控技术。主要有:轻质耐碱浇注料、低导热抗剥落砖、多层复合硅莫砖、多层复合莫来石砖、高强低导镁铝尖晶石砖等。无铬化——解决铬污染问题。用于水泥回转窑高温带,重点研究耐火材料的挂窑皮性、荷重软化温度和康热震性;实现水泥窑用耐火材料全窑无铬化。主要有:方镁石—铁铝尖晶石砖、镁铁铝复合尖晶石砖、镁钙锆砖、镁铝尖晶石砖等无铬化尖晶石砖。
通过转炉喷枪耐火浇注料的应用,中间包稳流器加入纯铝酸钙水泥可使浇注料具有较高的强度,电炉喷补料但纯铝酸钙水泥加入量过多将带入较多的CaO,从而降低浇注料的高温性能;因此,在保证一定的常温强度和施工性能的条件下,应尽量减少其加入量,以提高浇注料的高温性能;其加入量以5%为宜。在浇注料中加入一定量的硅灰,天津中间包稳流器生产对于降低加水量、提高水泥水化结合强度、降低浇注料气孔率、提高其中温强度贡献很大;同时,由于硅灰的主要成分是SiO2,且杂质含量较多,当其加入量过高时易降低浇注料的高温性能。
在普通和特种耐火材料中,常用的品种主要有以下几种:用量较大的有硅砖和粘土砖。硅砖是含93%以上SiO2的硅质制品,使用的原料有硅石、废硅砖等。硅砖抗酸性炉渣侵蚀能力强,但易受碱性渣的侵蚀,它的荷重软化温度很高,接近其耐火度,重复煅烧后体积不收缩,甚至略有膨胀,但是抗热震性差。硅砖主要用于焦炉、玻璃熔窑、酸性炼钢炉等热工设备。粘土砖中含30%~46%氧化铝,它以耐火粘土为主要原料,耐火度1580~1770℃,抗热震性好,属于弱酸性耐火材料,对酸性炉渣有抗蚀性,用途广泛,是生产量的一类耐火材料。
通过添加碳,可生产多种耐火砖,特别是镁碳质高级碱性耐火材料。向耐火材料中添加碳有多种方法:焦油沥青或合成树脂浸渍镁铝碳砖,烧结氧化物耐火材料的开口气孔率约为12%,这些孔隙大部分可被焦油沥青或树脂所填充。由于挥发份的挥发、致密度相对较低,这类制品的残碳率约为2%~3%。以特级矾土熟料、电熔镁砂、酚醛树脂及高纯石墨为主要原料,配以各种添加剂研制的铝镁碳砖,应用于宣钢炼钢厂80吨转炉钢包取得了良好的效果,满足了生产的要求.1 湿法喷补是将耐火集料、结合剂、添加剂与水混合制成一定稠度的泥浆,然后通过喷补机用压缩空气镁铝碳砖将泥浆喷射到喷补面上的一种方法。