水泥窯用耐火材料理化指標(biāo)

    我們知道水泥窯的產(chǎn)物硅酸鹽水泥的主要礦物成分為2CaO·SiO2、3CaO·SiO2、3CaO·Al2O3與4CaO·Al2O3·Fe2O3。因此，水泥窯的關(guān)鍵部位過渡帶與燒成帶適宜的耐火材料是堿性鎂質(zhì)耐火材料。以下為鄭州平順耐火材料有限公司收集整理的水泥窯對(duì)鎂質(zhì)耐火材料的要求。

過去燒成帶一直用鎂鉻磚，鎂鉻磚不僅能抗水泥成分的侵蝕，還能在其工作層表面掛窯皮(coatingadhesion)形成保護(hù)層。但鎂鉻耐火材料中的Cr2O3在氧化氣氛與含Na2O或CaO高的堿性介質(zhì)反應(yīng)，三價(jià)鉻會(huì)轉(zhuǎn)化為六價(jià)鉻，對(duì)環(huán)境造成污染，對(duì)人健康很有害。

    為此，近年來各國一直都在研究以無鉻或低鉻鎂質(zhì)耐火材料取代鎂鉻磚。在水泥窯過渡帶采用鎂鋁尖晶石磚（MgO-MgO·Al2O3）完全能取代鎂鉻磚。但在燒成帶使用鎂鋁尖晶石磚卻掛不上窯皮，影響窯的壽命。現(xiàn)在燒成帶研究與試驗(yàn)的結(jié)果是以低鉻（Cr2O3含量低于5%）鎂鉻磚，MgO-CaO-ZrO2磚與鎂質(zhì)鐵鋁尖晶石磚較好。鎂鈣鋯磚的化學(xué)成分大致為：w(MgO)=80%～85%、w(CaO)=4%～7%、w（ZrO2）～12%，其顯氣孔率約15%，高溫抗折強(qiáng)度3～5MPa，如下表中類型1所示。我們?cè)鴱南鄨D分析過MgO-CaO-ZrO2磚抗硅酸鹽、鋁酸鹽水泥及爐外精煉渣的侵蝕，認(rèn)為MgO-CaO-ZrO2磚在抗硅酸鹽水泥的侵蝕上是很好的，但在抗鋁酸鈣水泥與高Al2O3精煉渣則是不太好的。鎂鐵尖晶石磚是用鎂鐵尖晶高鋁耐火磚價(jià)格zzrsnh石(MgO·Fe2O3)或鐵鋁尖晶石(FeO·Al2O3)耐火磚單耗取代鎂鉻尖晶石(MgO·Cr2O3)制得的耐火材料。

唐山市耐火磚

水泥窯燒成帶用無鉻鎂質(zhì)材料的一些最新研究情況如下：

(1)鎂鋁尖晶石(MgO-MgO·Al2O3)磚在接觸含CaO堿性渣時(shí)，由于Al2O3與CaO形成低熔點(diǎn)鋁酸鈣，其耐火度下降，而且磚中的Al2O3含量多對(duì)掛窯皮不利，掛上窯皮，附著性也不好。

為改善MgO-MA磚掛窯皮與抑制水泥液相向磚中滲透，開展了加入ZrO2的研究。磚中ZrO2能與水泥中CaO形成高熔點(diǎn)化合物CaO·ZrO2，還能提高液相黏度，從而有助于掛窯皮與抑制水泥液相向磚中滲透。其理化性能如上表中的類型2所示。

(2)MgO-MgO·Al2O3磚中的鎂砂采用加Fe2O3的鎂砂形成鎂鐵尖晶石(MgO·Fe2O3)，以利于掛窯皮。但磚中的Fe2O3總含量不能太高，以免鐵的變價(jià)帶來不利影響。在制磚中除加有大量MgO·Al2O3尖晶石外，在細(xì)粉中也加入一定量Al2O3微粉，使磚在燒成過程中由于Al2O3微粉與MgO原位反應(yīng)形成MA尖晶石伴隨一定體積膨脹，使磚結(jié)構(gòu)致密，氣孔微細(xì)化，強(qiáng)度與抗侵蝕性提高。

理化性能如上表中的類型3、4、5所示。

(3)在鎂鋁尖晶石中加入TiO2，TiO2與MgO能生成2MgO·TiO2(M2T)尖晶石，從而與鎂鋁尖晶石形成固溶體。雖然M2T的熔點(diǎn)不太高，只有1732℃，但由于能與MA（熔點(diǎn)2135℃）形成固溶體，隨著M2T被MA吸收、固溶，不僅耐火度會(huì)升高，而且還會(huì)促進(jìn)燒結(jié)時(shí)制品致密化。

(4)特別值得注意的是新開發(fā)出的鎂質(zhì)鐵鋁尖晶石(mag-nesia-hercynite，MgO-FeO·Al2O3)燒成磚。這種磚的柔韌性(flexibility)好，其斷裂功為900～1000N/耐火磚的砌筑磚縫m，比鎂鉻磚(76%MgO，18.5%Cr2O3)的600N/m以及鎂鋁磚(91.5%MgO，6.5%Al2O3)的150N/m高不少，據(jù)稱這種含鐵鋁尖晶石的鎂質(zhì)磚能掛窯皮，能適應(yīng)窯殼變形。該磚性價(jià)比好于其他堿性磚。

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