燃油加熱爐（簡稱油氣爐）目的是加熱介質(zhì)油（一般在250℃左右），利用介質(zhì)油來滿足其它工業(yè)需要（如化工、油脂、石化等）。與蒸汽鍋爐相比，具有高效率、能耗低、安全性高等優(yōu)點(diǎn)。然而油氣爐的使用過程中，所用的耐火材料易發(fā)生剝落、掉塊及熱縮現(xiàn)象，影響油氣爐的正常使用。為此，有些生產(chǎn)廠家不得不適用價(jià)格昂貴的進(jìn)口耐火澆注料，為了解決這一問題，針對油氣爐的工作環(huán)境及其對耐火材料的要求我公司鄭州駒達(dá)耐火材料有限公司研制了一種新型的油氣爐專用耐火澆注料。結(jié)果表明，該耐火澆注料具有低的線變化率及優(yōu)良的熱震穩(wěn)定性能，完全能滿足油氣爐的工作環(huán)境。
油氣爐用耐火材料主要是爐蓋、爐底澆注料、爐壁保溫磚等。油氣爐常年使用設(shè)計(jì)最高溫度為1500℃，故要求耐火材料具有優(yōu)良的高溫性能。燒嘴設(shè)在爐蓋中心，排煙口設(shè)計(jì)在爐蓋邊緣，煙氣溫度可達(dá)950℃，故要求爐蓋具有較高的熱震穩(wěn)定性。
一：耐火澆注料原料分析
研制的新型耐火澆注料以優(yōu)質(zhì)的焦寶石為骨料，基質(zhì)為莫來石礦相組成，同時(shí)基質(zhì)中引入氧化鋁，以便澆注料在使用過程中，引入的AL2O3與SiO2反應(yīng)生成莫來石，不僅能增強(qiáng)耐火澆注料的熱震穩(wěn)定性能，同時(shí)反應(yīng)產(chǎn)生的體積膨脹還能抵消材料的部分高溫收縮，從而保證澆注料在高溫使用過程中體積穩(wěn)定性。
二：耐火澆注料試驗(yàn)過程
講實(shí)驗(yàn)所用的原料按一定的顆粒配充分混勻后，加水用攪拌機(jī)攪勻后，在震動臺上澆注成40X40X160mm的試樣，自然養(yǎng)護(hù)一天后，脫模，110℃X24H干燥后，按國標(biāo)檢測試樣的物理性能。將現(xiàn)場使用的進(jìn)口澆注料進(jìn)行試樣對比。見表2
三：耐火澆注料結(jié)果分析
熱震穩(wěn)定性能使指耐火材料抵抗溫度急劇變化而不被破壞的能力，其評價(jià)方法有水冷熱震法，殘存強(qiáng)度百分率等。本實(shí)驗(yàn)采用殘存強(qiáng)度百分率來評價(jià)耐火材料熱震穩(wěn)定性，研制的耐火澆注料與進(jìn)口耐火澆注料的殘存強(qiáng)度百分率見圖1.由圖1可知，研制的新型耐火澆注料的熱震穩(wěn)定性能與進(jìn)口澆注料的熱震穩(wěn)定性能相近。分析原因，主要是原料中骨料為優(yōu)質(zhì)焦寶石，基質(zhì)為莫來石礦相組成。焦寶石與莫來石的熱膨脹系數(shù)不同：且莫來石為針狀結(jié)晶，相互交錯(cuò)，具有良好的強(qiáng)度與熱震穩(wěn)定性能。同時(shí)基質(zhì)中添加有AL2O3，在澆注料的使用過程中，AL2O3與SiO2反應(yīng)生成莫來石，莫來石的反應(yīng)不僅增強(qiáng)了材料的強(qiáng)度，也改善了材料的熱震穩(wěn)定性能。
燒后線變化率系指試樣在規(guī)定溫度下加熱一定時(shí)間后的長度不可逆變化量與加熱前其長度之比，以百分率表示。若材料的線變化率過大，則對其襯體的破壞較大，易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)剝落，降低其使用壽命。見表2.有表2可知，研制的新型耐火澆注料與進(jìn)口耐火澆注料具有相近的燒后線變化率，1300℃X3h燒后均為-0.2%。分析原因，主要是原料中骨料均為優(yōu)質(zhì)的焦寶石，雜質(zhì)含量小，耐火度高，故燒后線變化小：再則基質(zhì)中添加有AL2O3，在耐火澆注料的使用過程中，AL2O3和SiO反應(yīng)生成莫來石，莫來石的反應(yīng)會產(chǎn)生一定的體積膨脹，補(bǔ)償了澆注料在高溫下的部分收縮，這樣就減小了澆注料在高溫下的收縮，從而改善了耐火澆注料在高溫下的體積穩(wěn)定性。
研制的新型耐火澆注料主要用于爐底、爐墻及爐蓋等部位，在國內(nèi)某大型加熱爐使用公司使用1年來還未出現(xiàn)耐火澆注料造成的停爐等異常狀況。通過對比山巖，研制的新型耐火澆注料不僅具有優(yōu)良的高溫性能、熱震穩(wěn)定性能與較小的線變化率，還具有良好的性價(jià)比。