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水泥窑用耐火材料理化指标

发布时间:2020/10/28 企业新闻 标签:轻质保温砖浏览次数:296

    我们知道水泥窑的产物硅酸盐水泥的主要矿物成分为2CaO·SiO2、3CaO·SiO2、3CaO·Al2O3与4CaO·Al2O3·Fe2O3。因此,水泥窑的关键部位过渡带与烧成带适宜的耐火材料是碱性镁质耐火材料。以下为郑州平顺耐火材料有限公司收集整理的水泥窑对镁质耐火材料的要求。

过去烧成带一直用镁铬砖,镁铬砖不仅能抗水泥成分的侵蚀,还能在其工作层表面挂窑皮(coatingadhesion)形成保护层。但镁铬耐火材料中的Cr2O3在氧化气氛与含Na2O或CaO高的碱性介质反应,三价铬会转化为六价铬,对环境造成污染,对人健康很有害。

    为此,近年来各国一直都在研究以无铬或低铬镁质耐火材料取代镁铬砖。在水泥窑过渡带采用镁铝尖晶石砖(MgO-MgO·Al2O3)完全能取代镁铬砖。但在烧成带使用镁铝尖晶石砖却挂不上窑皮,影响窑的寿命。现在烧成带研究与试验的结果是以低铬(Cr2O3含量低于5%)镁铬砖,MgO-CaO-ZrO2砖与镁质铁铝尖晶石砖较好。镁钙锆砖的化学成分大致为:w(MgO)=80%~85%、w(CaO)=4%~7%、w(ZrO2)~12%,其显气孔率约15%,高温抗折强度3~5MPa,如下表中类型1所示。我们曾从相图分析过MgO-CaO-ZrO2砖抗硅酸盐、铝酸盐水泥及炉外精炼渣的侵蚀,认为MgO-CaO-ZrO2砖在抗硅酸盐水泥的侵蚀上是很好的,但在抗铝酸钙水泥与高Al2O3精炼渣则是不太好的。镁铁尖晶石砖是用镁铁尖晶高铝耐火砖价格zzrsnh石(MgO·Fe2O3)或铁铝尖晶石(FeO·Al2O3)耐火砖单耗取代镁铬尖晶石(MgO·Cr2O3)制得的耐火材料。

唐山市耐火砖

项目耐火砖 t38 尺寸 类型1 类型2 类型3 类型4 类型5
化学组成(质量分数)/% MgO 82.3 85.8 76.9 86.5 84.5
Al2O3 11.9 17.5 10.2 10.2
Fe2O3 0.1 0.1 .17 0.5 2.5
CaO 5.8
ZrO2 11.3 0.52
SiO2 0.3 0.2 0.2 0.7 0.7
显气孔率/% 15.4 16.7 16.6 16.3 16.1
体积密度/g·cm-3 3.11 3.00 2.98 2.98 3.00
热膨胀率(1000℃)/% 1.21 1.18 1.14 1.18 1.16
常温耐压强度/MPa 46 62 54 51 5耐火砖规格尺寸2
高温抗折强度(1400℃)MPa 3.6 4.0 5.0 4.0 4.2

水泥窑烧成带用无铬镁质材料的一些最新研究情况如下:

(1)镁铝尖晶石(MgO-MgO·Al2O3)砖在接触含CaO碱性渣时,由于Al2O3与CaO形成低熔点铝酸钙,其耐火度下降,而且砖中的Al2O3含量多对挂窑皮不利,挂上窑皮,附着性也不好。

为改善MgO-MA砖挂窑皮与抑制水泥液相向砖中渗透,开展了加入ZrO2的研究。砖中ZrO2能与水泥中CaO形成高熔点化合物CaO·ZrO2,还能提高液相黏度,从而有助于挂窑皮与抑制水泥液相向砖中渗透。其理化性能如上表中的类型2所示。

(2)MgO-MgO·Al2O3砖中的镁砂采用加Fe2O3的镁砂形成镁铁尖晶石(MgO·Fe2O3),以利于挂窑皮。但砖中的Fe2O3总含量不能太高,以免铁的变价带来不利影响。在制砖中除加有大量MgO·Al2O3尖晶石外,在细粉中也加入一定量Al2O3微粉,使砖在烧成过程中由于Al2O3微粉与MgO原位反应形成MA尖晶石伴随一定体积膨胀,使砖结构致密,气孔微细化,强度与抗侵蚀性提高。

理化性能如上表中的类型3、4、5所示。

(3)在镁铝尖晶石中加入TiO2,TiO2与MgO能生成2MgO·TiO2(M2T)尖晶石,从而与镁铝尖晶石形成固溶体。虽然M2T的熔点不太高,只有1732℃,但由于能与MA(熔点2135℃)形成固溶体,随着M2T被MA吸收、固溶,不仅耐火度会升高,而且还会促进烧结时制品致密化。

(4)特别值得注意的是新开发出的镁质铁铝尖晶石(mag-nesia-hercynite,MgO-FeO·Al2O3)烧成砖。这种砖的柔韧性(flexibility)好,其断裂功为900~1000N/耐火砖的砌筑砖缝m,比镁铬砖(76%MgO,18.5%Cr2O3)的600N/m以及镁铝砖(91.5%MgO,6.5%Al2O3)的150N/m高不少,据称这种含铁铝尖晶石的镁质砖能挂窑皮,能适应窑壳变形。该砖性价比好于其他碱性砖。

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