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推板窯用耐火材料

出處:友生耐材  瀏覽次數:  發布:16-03-24 15:32:48 
摘要: 在電子工業中,廣泛使用的燒成設備是推板式隧道窯,由於燒成製品對氣氛的要求不同,比如燒結硬磁鐵氧體材料, PTC 元件、粉料,瓷片電容,電視機偏轉線圈磁芯等材料隻需在空氣中燒成即可,這樣的窯簡稱空氣窯,而錳鋅軟磁鐵氧體磁性材料對氣氛比較敏感,需在氮氣氣氛中燒成,這樣的窯爐簡稱氮窯。 空氣窯窯體按其工作流程分為預熱區、升溫區、恒溫區和降溫區。整個窯體由多節高強度鋼板焊接而成的殼體經法蘭連接而成,各節的長度根據溫區長短和強度而定。 對於氮窯來說,由於產品對氣氛有嚴格要求,該窯結構也相當

在電子工業中,廣泛使用的燒成設備是推板式隧道窯,由於燒成製品對氣氛的要求不同,比如燒結硬磁鐵氧體材料,PTC元件、粉料,瓷片電容,電視機偏轉線圈磁芯等材料隻需在空氣中燒成即可,這樣的窯簡稱空氣窯,而錳鋅軟磁鐵氧體磁性材料對氣氛比較敏感,需在氮氣氣氛中燒成,這樣的窯爐簡稱氮窯。

空氣窯窯體按其工作流程分為預熱區、升溫區、恒溫區和降溫區。整個窯體由多節高強度鋼板焊接而成的殼體經法蘭連接而成,各節的長度根據溫區長短和強度而定。

對於氮窯來說,由於產品對氣氛有嚴格要求,該窯結構也相當複雜。氮窯爐體包括窯體、密封艙和清洗室。

窯體由燒結爐和排膠爐組成。排膠爐放在外循環軌道一側,與燒結爐之間的連接采用了全密封方式,完全排除了外界環境的變化對燒結氣氛的幹擾和影響。排膠爐的設置能使產品坯件中的黏合劑揮發更加充分,有利於產品質量、產量的提高。排膠爐的高工作溫度為500℃由10~14m窯體組成,采用輥道或導軌結構,70%~80%的黏合劑及水分在這一階段被排出窯外。

錳鋅鐵氧體經過燒結之後,必須在無氧的氣氛中冷卻。為此,在窯體之後設計了密封艙和清洗室。密封艙的入口與窯體尾部氣密性連接,出口通過內閘門與清洗室連接,清洗室再通過外閘門與縱向返回支架連接。當外閘門開啟,縱向返回油缸從清洗室向外勾出推板時,內閘門處於關閉狀態,阻止空氣向密封艙滲透。當推板被勾出之後,外閘門關閉。清洗室內用氮氣進行清洗,直至清洗室內的含氧量與密封艙中的含氧量基本相當時,內閘門才能退回。

因此,氮窯窯體按照其工作流程可分為預熱區、空氣循環區(排膠區)、升溫區、高溫區和冷卻區。

整條窯用耐火材料根據該窯的高使用溫度、氣氛和部位的不同而不同。

在預熱段及循環段由於使用溫度較低,一般在600℃以下,但為保證循環段煙道的布置,使循環風在窯體內能夠做到窯腔截麵上進行橫向循環或者縱向循環,使窯內溫度保持比較均勻的環境,更好排出產品的揮發氣體,所以一般采用標準定形耐火材料進行砌築。考慮到該溫度段的排出氣體腐蝕程度不是很大,且循環風一直在窯腔內循環,故腐蝕基本上不會沉著在耐火磚上,同時兼顧成本等因素一般采用密度為0.6g/cm³的漂珠磚,該磚的基本參數如下:Al含量大於48%,熱導率為0.28W/(m·k)(350±25)℃,常溫耐壓強度大於8MPa。

升溫段溫度一般為600~1400℃,該溫度段要求有一定的加熱速率,不同產品的燒結工藝也不盡相同,有些要求在該溫度段快速升溫。該溫度段采用的加熱方式一般為兩種:在800℃以前一般采用電阻絲加熱,800℃以後采用矽鉬棒加熱,由於該溫度段特別是在900℃左右大量排出強腐蝕性的酸根離子,包括產品中氧化鋅的揮發等對耐火材料的腐蝕比較嚴重,所以在該溫度段容易發生窯爐事故。該溫度段對燒結產品不同而要求的窯爐氣氛也不同,有的窯爐須充入氮氣使氧含量降到1%左右,所以對耐火材料的選擇尤為重要。一般選擇密度在2.8~3.0g/cm³的剛玉莫來石80材料作為窯爐內襯。由於產品排出的大量腐蝕性氣體必須及時排出窯外,所以該溫度段通常需采用風機進行強製的抽氣,同時還必須保證窯內壓力的變化而造成氣氛的波動,也要避免風速過快、冷空氣注入過多而使產品表麵產生開裂,同時也要避免腐蝕物沉著在產品表麵而造成產品表麵晶斑,這些都必須通過進抽氣煙道的合理布置加以解決,同時要求在使用窯爐的時候進行定期的清理抽氣煙道內沉著的腐蝕物,然而所有的這些方法也難以杜絕對耐火材料的腐蝕,特別是對頂部橫梁(拱頂)的腐蝕。腐蝕後的拱頂易剝落掉塊而造成產品錯亂,一般選擇采用密度在3.0g/cm³的剛玉材料,這種規格的材料內部致密,氣孔低,降低了腐蝕物和耐火材料的接觸麵積,從而有效的降低耐火材料的腐蝕程度,延長窯爐的壽命。但拱頂材質的優化仍然是值得研究的一個課題。總的來說,升溫段由於使用溫度不是很高,所以從爐襯到爐殼我們通常選擇的是剛玉莫來石80材料一層、0.8輕質莫來石一層、0.8漂珠磚兩層、0.6漂珠磚三層(所選材料均為T3或者T5的標準磚)。

高溫恒溫段一般溫度在1360~1500℃不等,由於腐蝕氣體基本上在升溫段排除幹淨,所以該溫度區域對材料的要求較為降低,隻需要滿足溫度要求即可,同時也綜合考慮其他的因素,對該區段通常可選擇的材料可分為:(從爐襯到爐殼)剛玉莫來石80材料或密度為1.4g/cm179的空心球磚材料一層,密度為1.02g/cm³的多晶莫來石隔熱磚一層、密度為0.9g/cm³或0.8g/cm³的多晶莫來石隔熱磚各一層、密度約0.28g/cm³的硬質莫來石纖維棉一層、0.6漂珠磚一層、密度約0.23g/cm³的硬質纖維棉一層、外層為兩層50mm厚普通矽酸鈣板。當然根據燒結不同的產品,不同的溫度選擇上有所調整,做到在滿足窯爐使用溫度等要求的前提下盡量降低窯牆的厚度,並采用價格成本合理的耐火材料即可。

降溫段基本上是在缺氧的氣氛下使用的,窯爐充入氮氣作為保護氣體,氧氣的含量低降到10-4Pa,且由於鐵氧體材料在該溫度段易氧化,因此在保證窯爐的氣密性的前提下,對耐火材料的選擇必須注意不能選擇在該溫度段有放氧過程產生的材料,當然更不能選擇有與保護氣體發生反應的材料。在該區段要求達到一定的降溫速率並且窯爐的出口溫度要求低於100℃,所以在窯爐的設計上采用減少窯牆厚度和選擇熱導率較高的材料來滿足要求。當然,為達到一定的降溫速率,還要采用風冷和水冷等降溫手段。綜合考慮,通常在該溫度段采用以高鋁材料和密度為1.0g/cm³以上的漂珠磚作為窯爐的牆體材料。總之,特殊部位特殊對待,保證窯爐的使用壽命和燒結產品的性能是選擇窯爐使用耐火材料的終宗旨。

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