钙长石结合莫来石轻质隔热砖简称钙长石隔热砖,以莫来石作为主晶相,钙长石作为结合相的复合材料。钙长石的熔点只有1550℃,但具有热膨胀系数小、热导率低等特点。因此,钙长石隔热砖可以具有钙长石热导率低的优点,又具有莫来石制品使用温度高的特点,同时还具有较低的烧结温度、较高的强度和较好的热震稳定性。
钙长石结合莫来石隔热材料采用泡沫法成型。首先,制作发泡剂,用松香和氢氧化钠合成松香皂,加入骨胶,制成稳定的泡沫。其次加水将蓝晶石、白水泥粉制成料浆。接着加入泡沫搅拌后浇注成型。然后,养护、烘干、烧成,制得坯体。最后,经切割、精磨、检验后制得成品。
泡沫法成型过程中,发泡剂是最重要的因素。NaOH:松香控制在0.13左右时所制成的泡沫最为稳定。随骨胶:松香皂比值增大,泡沫的稳定性增大。但该比值增至1.2时,继续提高骨胶的含量对增加泡沫稳定性的作用已经不大。所以,松香皂的NaOH:松香皂比值应控制在0.13,骨胶:松香皂应控制在>1.2,优化工艺后,制得产品的性能见下表。
莫来石-钙长石隔热砖和同类材料性能的比较
材料 |
体积密度/(g/cm3) |
耐压强度/MPa |
重烧线变化≤2%的温度/℃ |
350℃下的热导率/[W/(m·K)] |
轻质黏土砖 |
0.5 |
≥1.2 |
≥1150 |
≤0.25 |
轻质高铝砖 |
0.5 |
≥1.5 |
≥1250 |
≤0.30 |
莫来石-钙长石砖 |
0.5 |
≥3.5 |
≥1450 |
≤0.15 |
从表中,我们可以看出,莫来石-钙长石隔热砖的耐高温性强、隔热性能好,是一种优质的隔热耐火材料。在相同的体积密度下,莫来石-钙长石砖的强度是轻质高铝砖和轻质黏土砖的两倍以上,其最高使用温度提高了200~300℃,而热导率下降了40%,再加上其有良好的抗热震性和耐剥落性,使其成为高温窑炉良好的轻质内衬材料。由于莫来石-钙长石砖在足够强度的条件下,体积密度可以作的很小,非常适用于间歇式窑炉的直接耐火内衬。另外由于该耐火砖铁含量非常低,因此可以在强还原下工作,具有很好的抗渗透能力。