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含锆高铝砖对碱性氧化物结皮结圈的保护作用

添加时间:2020年4月13日  浏览次数:

在水泥生产过程中,水泥回转窑某些部位和分解炉某区域往往发生结圈和结皮问题。它直接 影响了水泥回转窑的正常生产,降低了熟料质量,提高了工人劳动强度和热耗。为解决和缓解结皮或结圈问题,开展了即含锆高铝砖对抗结皮或结圈的作用机理研究以及有关试验,以求得到符合我国国情的办法。

基本思想是通过提高高铝砖的韧性强度,液相粘度,从而有效地防止水泥熟料生成过程中对高铝砖的化学侵蚀而引起的结皮或结圈问题。采用粗颗粒、中颗粒、细颗粒加细粉= 1:1,“粒径差小,多级级配”工艺。细粉尽量细,粗颗粒粒径上限不大于5mm。将配料均匀混合,加适量添加剂,混碾、机压成型,干燥处理,最后置入窑中烧成烧结产品。

将烧结后的含锆高铝砖砌入水泥窑中试运行6个月后,观察发现反应层变化较大,在该层发现了新的矿物相高熔点化合物CA6同时发现β-AL2O3,α-AL2O3及少量霞石。除了霞石对含锆高铝砖产生有害影响外,前二者对水泥熟料进一步侵蚀砖面,与砖产生化学反应,强固粘结砖面均有阻碍作用。

含锆高铝砖

β—AL2O3在原料矿物相或含锆高铝砖的矿物相是不存在的,显然它是由水泥生产过程中碱盐的化学侵蚀反应转化而来的。它会对提高,高铝砖抗侵蚀能力产生有利影响。在过渡层中,K2O或Na2O与AI2O3—SiO2系统发生化学反应,产生霞石,但量很少,且结晶不成集合体。从过渡层整体表观观察,该层质地较致密,未发生有“碱裂”的严重现象。这是由于大量的碱盐被含ZrO,组分的液相所吸收,即使矿物相与碱盐反应,ZrO或ZrSiO4 也能吸收。普通高铝砖或磷酸盐砖没有这两方面的障碍与阻滞作用,显然会加速熟料液相和碱盐直接与矿 物相作用。这些砖的液相粘度小、无ZrO2或ZrSiO4的高抗碱侵蚀能力,必将容易引起和加 速化学反应,易起结皮或结圈。可以认为结皮和结圈的产生, 除了水泥生产本身工艺条件外,在相等条件下, 即熟料液相或有害成分与耐火材料首先发生反应,然后渗透、扩散、继而固结于耐火材料表面,在耐火材料没有较强的抗侵蚀性、没有“围栅釉层”的情况下, 固结物势必会加快变厚,形成结皮和结圈。

水泥生产工艺条件如原燃料、 生料配方对结圈结皮的影响也是非常直接的。从试验报告数据中可以看出原料、燃料中的低熔点熔剂含量,如Fe2O3、 K2O、AL2O3等呈下降趋势,对结皮或结圈的减少和缓解起到了积极作用。当在生产中试用普通高铝砖进行对比时,几乎与含锆高铝砖相媲美,由此试验可以看出在温度较低的部位产生结皮和结圈的主要原因是工艺参数的问题。可以通过原燃料的质量和配比加以调节和控制,缓解 或消除结皮和结圈。

结 论

(1)含锆高铝砖对减轻或缓解水泥窑的结圈或结皮有积极作用。效果比较明显。

(2)缓解与减轻结圈的机理过程是ZrO,从原砖层扩散至过渡层、表面层有效地形成“釉面围 栅 ”阻碍熟料一砖面反应、固结、加厚,砖的损坏呈正常损耗剥层脱落。

(3) 试验证实,缓减结圈和结皮的主攻技术方面应是调节和控制原料、生料配比,力求降低碱含量与熔剂含量。

关键词:含锆高铝砖   
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