. 窑炉辅助材料 窑具 窑具为了煅烧陶瓷制品而采用的匣钵棚.pptx

7.7窑炉辅助材料

窑具

窑具：为了煅烧陶瓷制品而采用的匣钵、棚板、立柱和梁等装窑耐火支撑物，我们统称为窑具。

7.7.1对窑具的性能要求

（1）要有良好的热稳定性耐火材料抵抗温度急剧变化而不被破坏的性能称为热稳定性。无论是隧道窑还是梭式窑，窑具都要经过多次的冷热载荷，因此，必须具有良好的热稳定性。

（2）常温及高温下的强度大无论是哪种窑具，都要承受来自坯体的作用力。

;（3）良好的导热性、较低的蓄热量导热性好，传热快，对坯体升温有利。蓄热少，吸热就少，带出窑的热量也少，会降低热损。

（4）较高的耐火度和较小的重烧线变化窑具的耐火度要求比制品的烧成温度高300℃以上。

（5）窑具的平整度、尺寸的精确度以及较小的质量窑具与坯体直接接触，其平整度直接影响成瓷质量。尺寸精确有利于实现机械化生产。窑具重量减轻可降低建造和运转成本。;7.7.1.2常用窑具的种类

目前国内外应用较多的窑具材料有：堇青石质、莫来石质、刚玉质、碳化硅（结合氮化硅）质。

堇青石制品分为：

堇青石——熟料质：机械强度较高外，总的性能次于堇青石——莫来石质。

堇青石——莫来石质：堇青石最高使用温度1350～1400℃之间。莫来石具有热膨胀率低、抗化学侵蚀性强、热稳定性好等优点，是陶瓷窑用耐火材料的重要矿物，与堇青石配合使用，可获得优良的效果。

;高铝质材料：有高铝质、莫来石质及刚玉质三种。后两种的含铝量在60%～99%之间，这类材料能在1700℃以上的高温下使用。

碳化硅制品：材料的特点是具有良好的抗氧化、抗热冲击、耐磨性和热传导性以及高温机械性能等，最高使用温度可达1450～1650℃。

粘土—熟料质窑具：是由粘土预烧至全部或大部分烧结后再破碎成熟料（60%～40%）用粘土结合而成，它的热稳定性极差，当采用废匣钵作熟料时，有的寿命仅为使用5～6次，最高使用温度要小于1300℃。现已淘汰。;7.7.1.3窑具耐火材料的组成

（1）化学组成化学组成即耐火材料的化学成分，标志着材料的高温性能和等级类别的区分。

耐火材料一般以高熔点作为主成分，次要成分有的是为获得制品的某些性能而有意添加，也有的是原料中带入，对性能无大影响的成分。

（2）矿物组成耐火材料化学组成确定后，高温煅烧后的矿物组成对材料的性能有决定性的影响。;常用几种矿物的性能;(3)结构组成耐火材料一般由颗粒状的骨料和将颗粒连结在一起的基质料组成。

骨料的颗粒级配设计、最大粒径的选择、基质料的组成设计等对耐火材料性能起着重要作用。

堇青石—莫来石制品，一般以莫来石为骨料，堇青石作为基质相存在。

微粉和超细粉的应用极大地改善了材料的性能。;窑具的使用

（1）窑具材质的选择窑具的材质多种多样，有堇青石、莫来石、粘土结合碳化硅、氮化硅结合碳化硅、重结晶碳化硅及反应烧结碳化硅等。材质的选择应遵循以下原则：

a.使用温度应与材质的允许使用温度相一致。并考虑窑炉是烧氧化气氛还是还原气氛。抗氧化性能差的粘土结合SiC就不适合用于氧化气氛。

b.弯曲应力较小的部位使用堇青石质或堇青石—莫来石质窑具比较合适。因为其热稳定性好。

;c.弯曲应力较大的部位，如窑车用棚板，对于1350℃以下的环境，宜采用堇青石—莫来石棚板，其1250℃以下的抗折强度应在10MPa以上。为增加负荷能力，可用重结晶SiC或反应烧结SiC作横梁，在横梁上放置棚板。对于1350℃以上的窑炉，适合采用莫来石质或SiC质材料。

d.轻量窑车上的立柱，一般选用堇青石—莫来石或莫来石质。

(2)窑具尺寸设计与标准化窑具的造型设计应满足以下四个方面的要求：

a.满足陶瓷产品形状的要求。

b.尽量减轻窑具重量，降低成本，节省能耗。

c.窑具的形状和尺寸便于耐火材料厂制造。

d.形状设计上具有最小的热应力集中的可能。

e.尺寸的确定应满足常温、高温下负荷强度的需要。

在保证以上条件的基础上，尽量选用标准化尺寸系列。