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。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)廠家不得不適用價格昂貴的進口耐火澆注料，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)計在爐蓋邊緣，煙氣溫度可達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，不僅能增強耐火澆注料的熱震穩(wěn)定性能，同時反應(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：耐火澆注料試驗過程
講實驗所用的原料按一定的顆粒配充分混勻后，加水用攪拌機攪勻后，在震動臺上澆注成40X40X160mm的試樣，自然養(yǎng)護一天后，脫模，110℃X24H干燥后，按國標檢測試樣的物理性能。將現(xiàn)場使用的進口澆注料進行試樣對比。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，其評價方法有水冷熱震法，殘存強度百分率等。本實驗采用殘存強度百分率來評價耐火材料熱震穩(wěn)定性，研制的耐火澆注料與進口耐火澆注料的殘存強度百分率見圖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，具有良好的強度與熱震穩(wěn)定性能。同時基質(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)不僅增強了材料的強度，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，還具有良好的性價比。