在建材工業(yè)中，陶瓷建筑材料分為兩類，一類稱為建筑陶瓷(即面磚類產(chǎn)品)，另一類稱為衛(wèi)生用陶瓷(衛(wèi)生間用的便器及洗面器、浴缸等)。通常，陶瓷窯爐有間歇式和連續(xù)式兩種，間歇式窯爐具有操作時間靈活、對產(chǎn)品的適應(yīng)性強的特點；連續(xù)式窯爐則工作狀態(tài)穩(wěn)定，自動化機械化程度高、產(chǎn)量大。

窯爐不同，使用耐火材料的種類也不同，陶瓷產(chǎn)品的多樣化決定了陶瓷窯用耐火材料的品種多。這一點在陶瓷窯具方面表現(xiàn)尤為突出。

陶瓷窯爐對耐火材料的各種性能(如荷重軟化溫度、重?zé)€變化、耐熱震性、導(dǎo)熱性、抗折強度等)均有相應(yīng)的要求，不同的窯爐及不同的部位要求不一致；其依據(jù)是它們各自的工作條件不同。因此，河南耐火材料廠先介紹陶瓷窯爐的工作條件。

一、陶瓷窯爐的工作條件

1．溫度

由于建筑衛(wèi)生陶瓷各種產(chǎn)品的尺寸大小及形狀不同，陶瓷坯體原料的組成不同，各種窯爐的燒成溫度也有差別。一般而言，建筑衛(wèi)生陶瓷分為陶質(zhì)產(chǎn)品和瓷質(zhì)產(chǎn)品，通常瓷質(zhì)產(chǎn)品的燒成溫度在1280℃左右；陶質(zhì)產(chǎn)品不高于1200℃。

2．壓力

陶瓷窯爐的正常操作壓力為±100Pa范圍內(nèi)，接近常壓，所以窯用耐火材料可看作是在常壓下使用。

3．氣氛

多數(shù)陶瓷窯爐在氧化氣氛下操作。對陶瓷坯體原料中含鐵雜質(zhì)較多的產(chǎn)品，燒成氣氛為還原焰。因此靠近火焰的陶瓷用耐火材料在氧化或還原氣氛下使用。窯爐的工作氣氛對窯具的壽命有顯著的影響，如輥道窯用堇青石二莫來石質(zhì)托板，在氧化氣氛下其壽命可達1500～2000次，而在還原氣氛下只有300～500次。

另外，陶瓷產(chǎn)品釉燒對釉蒸氣時窯爐工作層耐火材料特別是燒成帶窯頂材料具有腐蝕作用。

4．受力狀態(tài)

陶瓷窯爐中耐火材料受力狀態(tài)與其使甩部位有關(guān)。窯體耐火材料以承受壓應(yīng)力為主。窯頂有拱頂與吊頂兩種形式；拱頂?shù)哪突鸩牧鲜軌簯?yīng)力作用；吊頂用的耐火材料則主應(yīng)力為拉應(yīng)力。一些窯體上設(shè)有孔、洞，如排煙口、煙道、燒嘴安放口及觀察孔等，常用耐火大板作為支承蓋板，這些大板處于拉應(yīng)力狀態(tài)。窯具材料也以受拉應(yīng)力為主。耐火材料為脆性材料，拉應(yīng)力易造成耐火材料的損壞。陶瓷窯用耐火材料不受機械沖擊、摩擦等力的作用。

二、陶瓷窯爐用耐火材料的性能要求

隨著陶瓷工業(yè)的迅速發(fā)展，陶瓷窯爐技術(shù)水平不斷提高。窯爐燃料結(jié)構(gòu)的逐步改變，低溫快燒技術(shù)的推廣應(yīng)用，燃燒技術(shù)的不斷完善及窯爐控制水平的提高等對窯用耐火材料提出了更高的要求。

現(xiàn)代陶瓷窯爐在滿足陶瓷產(chǎn)品燒成工藝要求的前提下，以節(jié)能與提高窯爐壽命為中心，窯用耐火材料必須與之相匹配。陶瓷窯用筑爐材料可分為耐火材料和絕熱材料兩大類。根據(jù)陶瓷窯爐的作業(yè)特點，對耐火材料方要有如下幾方面的要求。

1．荷重軟化溫度

荷重軟化溫度是耐火材料的重要質(zhì)量指標，它在一定程度上表明材料在與其使用情況相仿條件下的結(jié)構(gòu)強度。它是設(shè)計陶瓷窯爐時判定某種耐火材料能否使用的主要依據(jù)。通常應(yīng)使陶瓷窯內(nèi)層材料的荷重軟化溫度比窯爐的正常工作溫度高100～500℃，如燒瓷質(zhì)磚窯爐，燒成帶內(nèi)層材料的荷重軟化溫度應(yīng)高于1380℃。否則，當窯爐操作過程中或點火烘窯時，由于短時窯溫高于長期使用溫度，將引起爐體變形甚至下沉損壞。

2．重?zé)€變化

耐火材料在陶瓷窯爐中使用時，高溫下如果產(chǎn)生過大的重?zé)湛s，會使爐體的磚縫增大，影響爐體的整體性與氣密性，甚至?xí)斐蔂t體結(jié)構(gòu)損壞，尤其是窯頂磚，它的收縮會引起窯頂下沉變形。相對來說，重?zé)蛎浳：^小，尤其是不大的膨脹對延長窯體壽命常有較好作用。對輕質(zhì)隔熱耐火磚，重?zé)€變化是決定其長期使用溫度的重要參數(shù)。在國外標準中，最高使用溫度(即分類溫度)是指連續(xù)保溫24小時，其重?zé)€變化不大于2％的實驗溫度，但遠溫度不能作為輕質(zhì)耐火材料的工作溫度。

我國重?zé)€變化的實驗方法中未確切標明其保溫時間為24小時，因此在輕質(zhì)耐火磚選材時，要注明為24小時的重?zé)€變化。

3．耐熱震穩(wěn)定性

耐火材料的這種抵抗溫度的急劇變化而不破壞的性能，與耐火材料的熱膨脹性、導(dǎo)熱率、組織結(jié)構(gòu)及形狀有密切關(guān)系，是耐火材料綜合性能的反映，對窯爐的壽命有重要影響。

對耐火材料耐熱震性的要求是陶瓷窯爐的工作性質(zhì)所決定的。對于間歇式窯爐，每一次操作運行都要把窯體由室溫加熱至陶瓷產(chǎn)品的燒成溫度，保溫一段時間后，又降低至室溫。這樣反復(fù)加熱、冷卻，如耐火材料耐熱震性不好，則易出現(xiàn)耐火磚開裂、剝落及掉頭等，嚴重的會致使窯體坍塌。而對于連續(xù)式操作的陶瓷窯爐，如隧道窯和輥道窯，盡管是連續(xù)操作，晝夜運行，但在窯爐停電，停燃料，設(shè)備損壞及周期性維修時；也會出現(xiàn)停窯。每一次停窯則意味著從燒成溫度降至室溫，然后再加熱至燒成溫度的過程，因此窯爐的壽命與耐火材料的耐熱震性密切相關(guān)。

耐熱震性對窯具和窯車耐火材料尤為重要。不管是連續(xù)式窯爐還是間歇式窯爐，窯具和窯車材料都要不斷地經(jīng)受冷、熱循環(huán)，而且由于陶瓷燒成工藝要求，陶瓷產(chǎn)品燒結(jié)后以最高溫度要經(jīng)過急冷降至850℃左右，窯具和窯車耐火材料也同樣要經(jīng)受這樣的急冷。高性能的堇青石一莫來石棚板用于衛(wèi)生瓷燒成，壽命可達500~600次，主要與其優(yōu)異的耐熱震性有關(guān)。

4．導(dǎo)熱率

耐火材料的導(dǎo)熱率對于陶瓷窯爐的設(shè)計是不可缺少的重要依據(jù)。對于要求絕熱性能良好的輕質(zhì)耐火材料和要求導(dǎo)熱性能良好的隔焰結(jié)構(gòu)材料，檢驗其導(dǎo)熱系數(shù)具有重要意義。

采用低導(dǎo)熱率的窯體耐火材料，對降。低窯體表面溫度，減少散熱損失，從而降低陶瓷產(chǎn)品的能耗具有重要作用。

5．抗折強度

高溫抗折強度對減小陶瓷窯具的厚度，從而降低窯具重量，實現(xiàn)節(jié)能目的十分重要。例如，堇青石一莫來石質(zhì)，普通碳化硅質(zhì)，氮化硅結(jié)合碳化硅：及重結(jié)晶碳化硅質(zhì)硼板在1250℃下的抗折強度分別為10，30，50，120MPa，則同一規(guī)格棚板的厚度分別為35，32，13，8mm。

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