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水泥窑用耐火材料的发展

添加时间:2019年4月20日  浏览次数:

水泥窑用耐火材料的发展分为两类材料一类为定型耐火材料的发展一类为不定型耐火材料的发展。

一:定型耐火材料的发展

1.1无铬碱性砖技术的发展

基于环境保护的考虑,为了创造无铬绿色耐火材料,经国内多家厂家积极探索研究,使无铬化水泥窑耐火材料的发展进程得到了有效推进,并且已有部分产品在实际应用中取得了良好的效果

1.1.1镁铁尖晶石砖(MgO—FeO·AL2O3)

镁铁铝尖晶石砖不仅抗热震性用挂窑皮性表现良好而且价格相抵低廉,热膨胀与热导率较低,不会造成壳体因过热而发生变形进而导致能量损失,因此在现代窑内气氛稳定的水泥回转窑烧成带中得到了广泛应用。此外镁铁铝尖晶石砖还应结构柔韧性表现优异而使材料使用寿命得到了有效延长,其可与水泥熟料反应生成CaO—AL2O3—Fe2O3系化合物,同时Fe2O3成分的扩散又使反应部位得到了进一步扩大,促使窑皮稳定性表现更好。与此同时,砖的结合组织因Fe2O3的作用而趋于发达,进而使其挂窑皮附着性与抗剥落性得到显著提升。但是不足之处在于,镁铁铝尖晶石砖抗氧化还原性、抗侵蚀性与耐高温性表现较差,这在一定成都上制约了它的应用于发展。

1.1.2镁钙锆砖(MgO—CaO—ZrO2)

所谓镁钙锆砖,既是在原有配料中加入一定剂量的预合成锆酸钙所形成的的镁钙锆砖制品,其不仅抗热震性与挂窑皮性表现良好,而且高温强度较大,能够抵抗硅酸盐水泥的侵蚀作用,很好的解决了镁钙砖易水化的缺点。在1500℃环境下,锆酸一钙(CaO·ZrO2)作为一种非活性化合物存在于界面之上,其并不会与尖晶石发生化学反应,而是对耐火材料遭受水泥熟料中各化学成分的渗透起到阻碍作用,从而使镁钙锆砖的耐化学侵蚀性得到提升:在1200℃环境下,氧化锆(ZrO2)与水泥熟料中的化合物极易发生反应生成熔点较高的锆酸一钙(CaO·ZrO2)、镁硅钙石(Ca3MgSi2O8)与硅钙石(CaO·ZrO2、CaSi2O5),故而使镁钙锆砖抗侵蚀性与挂窑皮性表现优良,同时还可有效抵抗窑内气氛变化,目前在新型干法水泥窑烧成带中应用效果良好,极具推广前景。

1.2硅莫砖技术的发展

作为一种烧成砖,硅莫砖主要矿物组成为碳化硅(SiC)与莫来石(3AL2O3,2SiO2),其是基于传统高铝砖技术的应用通过浸渗碳化硅技术改进而成,故此相比于高铝砖不仅强度较高,而且还具有碳化硅的耐磨耐腐蚀性能与莫来石的抗高温性能。在砖制品中加入碳化硅可形成保护膜与其表面,以此使制品耐碱性能得到提升的同时对碳化硅的进一步氧化实现有效阻止:在高温环境下,碳化硅可与高铝矾土熟料发生反应生成莫来石,以此可使制品强度与密度得到提升,进而在抗侵蚀性、耐磨性与抗热震稳定性方面对制品形成有效改善。在水泥回转窑的过渡带与分解带方面,传统配置的抗剥落高铝砖及磷酸盐结合高铝砖被硅莫砖代替后取得良好的应用效果。

硅莫砖

基于硅莫砖使用性能的提升,科研人员在加入蓝晶石、硅线石与红柱石之后,通过其高温膨胀性的利用,使制品高温强度、抗蠕变性与抗热震性得到了明显提升。添加红柱石与硅莫砖后所制成的硅莫红砖抗热震稳定性与耐磨性表现更加优越,且在水泥窑中取得了良好的应用效果。

关键词:耐火材料   硅莫砖   
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