水泥窯用耐火材料理化指標

    我們知道水泥窯的產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，水泥窯的關鍵部位過渡帶與燒成帶適宜的耐火材料是堿性鎂質耐火材料。以下為鄭州平順耐火材料有限公司收集整理的水泥窯對鎂質耐火材料的要求。

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高的堿性介質反應，三價鉻會轉化為六價鉻，對環境造成污染，對人健康很有害。

    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。現在燒成帶研究與試驗的結果是以低鉻（Cr2O3含量低于5%）鎂鉻磚，MgO-CaO-ZrO2磚與鎂質鐵鋁尖晶石磚較好。鎂鈣鋯磚的化學成分大致為：w(MgO)=80%～85%、w(CaO)=4%～7%、w（ZrO2）～12%，其顯氣孔率約15%，高溫抗折強度3～5MPa，如下表中類型1所示。我們曾從相圖分析過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，由于Al2O3與CaO形成低熔點鋁酸鈣，其耐火度下降，而且磚中的Al2O3含量多對掛窯皮不利，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，以免鐵的變價帶來不利影響。在制磚中除加有大量MgO·Al2O3尖晶石外，在細粉中也加入一定量Al2O3微粉，使磚在燒成過程中由于Al2O3微粉與MgO原位反應形成MA尖晶石伴隨一定體積膨脹，使磚結構致密，氣孔微細化，強度與抗侵蝕性提高。

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的熔點不太高，只有1732℃，但由于能與MA（熔點2135℃）形成固溶體，隨著M2T被MA吸收、固溶，不僅耐火度會升高，而且還會促進燒結時制品致密化。

(4)特別值得注意的是新開發出的鎂質鐵鋁尖晶石(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，據稱這種含鐵鋁尖晶石的鎂質磚能掛窯皮，能適應窯殼變形。該磚性價比好于其他堿性磚。

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