方鎂石尖晶石磚生產(chǎn)及在水泥窯上使用

在方鎂石_尖晶石材料中,加入三種不同類型的含fe2o3添加劑,均能提高材料的常溫性能、熱穩(wěn)定性和掛窯皮性.用加入適量的含fe2o3添加劑的方鎂石_尖晶石磚來代替水泥窯燒成帶的鎂鉻磚,可以解決鉻污染問題

以電熔鎂砂、鐵粉、氧化鐵粉和-αal2o3粉為原料,制備方鎂石-鐵鋁尖晶石磚,研究了燒結(jié)溫度和鐵加入量對方鎂石-鐵鋁尖晶石磚性能的影響,采用xrd和sem對試樣的物相組成和顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析和表征。結(jié)果表明,提高燒結(jié)溫度有利于方鎂石-鐵鋁尖晶石磚性能的提高,1500℃燒成的試樣最致密,綜合性能較好,增大鐵加入量不利于方鎂石-鐵鋁尖晶石磚性能的提高。與直接結(jié)合鎂鉻磚相比,方鎂石-鐵鋁尖晶石磚的常溫耐壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度和熱震穩(wěn)定性較好,掛窯皮性和抗侵蝕性與其相近。

以電熔鎂砂、鐵粉、氧化鐵粉和α-al2o3粉為原料，制備方鎂石-鐵鋁尖晶石磚，研究了燒結(jié)溫度和鐵加入量對方鎂石-鐵鋁尖晶石磚性能的影響，采用xrd和sem對試樣的物相組成和顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析和表征。結(jié)果表明，提高燒結(jié)溫度有利于方鎂石-鐵鋁尖晶石磚性能的提高，1500℃燒成的試樣最致密，綜合性能較好，增大鐵加入量不利于方鎂石-鐵鋁尖晶石磚性能的提高。與直接結(jié)合鎂鉻磚相比，方鎂石-鐵鋁尖晶石磚的常溫耐壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度和熱震穩(wěn)定性較好，掛窯皮性和抗侵蝕性與其相近。

3.4.4鎂鐵鋁尖晶石材料的理化指標(biāo) 以電熔鎂砂、高純燒結(jié)鎂砂、氧化鋁微粉以及合成出的hercynite 尖晶石按照顆粒級配混合，在全自動液壓機(jī)上成型，經(jīng)1650℃以上 的高溫?zé)珊?，進(jìn)行理化指標(biāo)檢測，如表3。 表3mgo-hercynite材料的理化指標(biāo) 項目單位魯中鎂鐵鋁 磚 國外鎂鐵鋁 磚 國外鎂鉻磚 mgo%≥85≥85≥75 al2o3%4.5-7.03.5-5.02.0-4.0 fe2o3%3.5-6.03.5-7.57.0-10.0 cr2o3%————8.0-10.0 體積密度g/cm3≥2.9≥2.9≥3.0 常溫耐壓強(qiáng)度mpa≥50≥60≥50 荷重軟化溫 度，0.2mpa ℃≥1650≥1650≥1650 導(dǎo)熱系數(shù)，λ w/m.k （熱線法）※ 350℃3.4634.5

1燒成帶耐火材料的無鉻化對占世界水泥總量50%的中國水泥工業(yè)來說,降低污染排放強(qiáng)度尤為重要,尤其是水泥中的劇毒六價鉻。水泥中的六價鉻主要來源于回轉(zhuǎn)窯燒成帶的鎂鉻質(zhì)耐火材料。

采用鎂鋁鉻復(fù)合尖晶石及電熔鎂砂為主要原料,加入特殊添加劑生產(chǎn)而成的特種鎂鋁鉻復(fù)合尖晶石磚,具有抗侵蝕、耐磨損、抗剝落、與鋅浸出渣親和能力強(qiáng)等特性。經(jīng)云南蒙自礦冶銦鋅廠φ4.15×58m大型鋅揮發(fā)窯反應(yīng)帶應(yīng)用,壽命達(dá)到319d,取得了目前國內(nèi)大型鋅揮發(fā)窯的最長應(yīng)用周期。

系統(tǒng)論述了鐵鋁尖晶石(feo.al2o3)的合成、鐵的存在價態(tài)對鎂鐵鋁尖晶石磚性能的影響,并闡述了采用預(yù)合成鐵鋁尖晶石制備的鎂鐵鋁尖晶石磚在水泥窯上的出色使用性能,指出其完全可以替代現(xiàn)有鎂鉻磚,是水泥回轉(zhuǎn)窯燒成帶用耐火材料的發(fā)展方向;同時還指出了鎂鐵鋁尖晶石磚未來的研究方向是降低磚的熱導(dǎo)率以及控制鐵鋁尖晶石合成氣氛的簡單化。

以電熔鎂砂和燒結(jié)鎂鋁尖晶石為原料,以tio2、zro2、al2o3和fe2o3組成復(fù)合添加劑進(jìn)行正交實驗,測定了試樣的體積密度和耐壓強(qiáng)度,對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了正交直觀分析,并對試樣進(jìn)行了xrd分析和sem分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn):添加劑影響耐壓強(qiáng)度的順序為tio2>zro2>fe2o3>al2o3;試樣的主晶相為方鎂石,次晶相為尖晶石,同時還有少量玻璃相;試樣的大小顆粒均與基質(zhì)結(jié)合緊密,基質(zhì)中有脫溶晶相,此晶相發(fā)育良好。

為了研究水泥窯無鉻化和在使用替代燃料等新環(huán)境下水泥熟料對磚的侵蝕機(jī)制,本實驗以高純鎂砂、鐵鋁尖晶石、高鐵鎂砂為原料制備出了方鎂石-復(fù)合尖晶石磚,研究了氧化鑭對復(fù)合尖晶石磚結(jié)構(gòu)與性能的影響。隨著氧化鑭含量增加,試樣的體積密度、耐壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、粘結(jié)強(qiáng)度、荷重軟化溫度、高溫抗折強(qiáng)度均增加;氧化鑭與sio2反應(yīng)生成硅酸鑭,硅酸鑭為高熔點礦物相,使材料由硅酸鹽結(jié)合轉(zhuǎn)變?yōu)橛晒杷徼|直接結(jié)合,增加了材料的抗侵蝕性和抗?jié)B透性;水泥熟料中的主要礦物相為c2s,加入氧化鑭能穩(wěn)定水泥熟料中的c2s,防止窯皮的脫落,提高了耐火材料的掛窯皮性。

各種mgo原料對鎂尖晶石磚的高溫性能之影響 作者：桂明璽 作者單位： 刊名：國外耐火材料 英文刊名：foreignrefractories 年，卷(期)：2001，26(5) 被引用次數(shù)：0次 本文鏈接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/periodical_gwnhcl200105010.aspx 授權(quán)使用：洛陽工學(xué)院（河南科技大學(xué)）(wflskd)，授權(quán)號：833bf950-0648-4493-a037-9e4200bb770d 下載時間：2010年12月4日

以新理論、新工藝合成出了結(jié)晶完好、質(zhì)地均勻的鐵鋁尖晶石,并以合成的鐵鋁尖晶石為原料制備了鎂鐵鋁尖晶石磚。大量應(yīng)用結(jié)果表明,研制的鎂鐵鋁尖晶石磚具有窯皮形成迅速、穩(wěn)定、導(dǎo)熱率小及使用壽命長等優(yōu)點,總體性能超過了鎂鉻磚,滿足了大型回轉(zhuǎn)窯燒成帶的無鉻化要求。

對5000t.d-1的大型干法水泥回轉(zhuǎn)窯過渡帶用后鎂鋁尖晶石磚(lmlj-80)分別進(jìn)行了外觀觀察及物理性能、xrd、sem和edax等分析,探討了其損毀機(jī)理。研究結(jié)果表明:水泥熟料對鎂鋁尖晶石磚的侵蝕不是其損毀的主要原因,而堿鹽的沉積和熱震綜合作用下的結(jié)構(gòu)剝落和熱剝落是過渡帶用鎂鋁尖晶石磚損毀的主要形式。因此,提高鎂鋁尖晶石磚的韌性和抗剝落性是提高爐襯壽命的重要措施之一。

不同組成的鋁鎂尖晶石對剛玉-尖晶石透氣磚抗渣性的影響

通過對鐵鋁尖晶石合成過程反應(yīng)機(jī)理及mgo-al2o3-feon三元體系中可能發(fā)生的高溫反應(yīng)進(jìn)行熱力學(xué)分析,嘗試采用原位合成法制備方鎂石-鐵鋁尖晶石材料,并用xrd、sem等測試方法對材料進(jìn)行了表征。結(jié)果表明:控制氣氛10(–27117.9/t+11.54)<po2<10(–32625/t+18.09),經(jīng)過1400,1550℃高溫處理后,能夠成功合成出方鎂石-鐵鋁尖晶石材料;同一溫度下鐵鋁尖晶石的生成量隨著金屬鐵加入量的增大而逐漸增多,1550℃處理后的試樣feal2o4晶體發(fā)育更加良好。

本文介紹了中國建材院耐火所與山東博山耀華耐火材料廠共同研制的特種隔熱磚。這種磚是在丹麥隔熱磚的基礎(chǔ)上研制出來的,它與傳統(tǒng)的硅藻土磚、泡沫高鋁磚等相比,兼有強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)低、抵抗熱沖擊性能良好等優(yōu)點。文章介紹了它的性能參數(shù)及幾家水泥廠的試用情況。

天津鋼管公司的鋼包底部碳磚蝕損嚴(yán)重影響了鋼包的使用壽命。通過分析包底用鋁鎂尖晶石碳磚的損毀機(jī)理,在其它原料配比不變的情況下,研究鎂砂細(xì)粉、鋁鎂尖晶石和復(fù)合添加劑的加入量對碳磚高溫性能的影響。研究結(jié)果表明,上述三者的配比為8%、10%和4%時能明顯提高碳磚的使用壽命。另外,碳磚厚度由155.0mm減至77.5mm也有利于提高碳磚的壽命。

采用靜態(tài)坩堝法研究了添加3種不同性質(zhì)尖晶石的剛玉-尖晶石不燒磚的抗渣性能,并通過xrd、sem和edax分析了尖晶石的晶粒尺寸、晶格畸變對試樣抗渣性的影響。結(jié)果表明:(1)尖晶石的晶粒尺寸影響試樣的抗侵蝕能力,晶粒尺寸越大,試樣抗侵蝕能力越強(qiáng);(2)晶格畸變較大時,尖晶石在渣/耐火材料界面處吸收熔渣中fe、mn離子能力更強(qiáng);(3)尖晶石的晶格畸變影響試樣的抗?jié)B透性能,當(dāng)晶格畸變較大時,可吸收渣中更多的陽離子,改變滲透渣的成分,使渣富硅化,黏度增大,阻礙了熔渣進(jìn)一步滲透。

采用優(yōu)質(zhì)鎂砂、尖晶石砂研制生產(chǎn)出方鎂石--尖晶石磚。微觀結(jié)構(gòu)分析及抗堿侵蝕性能試驗表明,該磚具有耐侵蝕、抗熱震、耐磨損、附著性好等優(yōu)異性能。用于φ4m×60m大型干法水泥窯,其使用壽命達(dá)到8個月,侵蝕速率為6.9mm/kh。

試驗用含ｍｇｏ和含ａｌ２ｏ３原攻方鎂石－尖晶石磚。這種磚具有耐侵蝕、抗熱震、耐磨損等優(yōu)良性能，且生產(chǎn)工藝簡單，成本、價格低。在水泥回轉(zhuǎn)窯燒成帶使用，取得較好的效果，表明它適合我國中、小型經(jīng)回轉(zhuǎn)窯應(yīng)用。

鎂鋁尖晶石磚是針對大型水泥回轉(zhuǎn)窯燒成帶與過渡帶使用周期不同步、壽命低等問題,通過對原料、配料和燒成制度等的優(yōu)化而研發(fā)的。該產(chǎn)品具有氣孔率低、強(qiáng)度高、熱真穩(wěn)定性好、抗侵蝕性優(yōu)良等特性。該產(chǎn)品使得過渡帶與燒成帶材料同步消耗,提高了回轉(zhuǎn)窯窯襯的使用壽命。

鎂鐵尖晶石磚具有無鉻環(huán)保優(yōu)勢、良好的熱震穩(wěn)定性、良好的掛"窯皮"能力、良好的耐侵蝕性能、低熱膨脹和低熱導(dǎo)率,和較好的結(jié)構(gòu)柔韌性。在實際應(yīng)用中,該磚使用壽命超過1年,燒成帶掛窯皮迅速,窯皮厚度均勻穩(wěn)定,耐火磚無大塊垮落現(xiàn)象,停窯無耐火磚剝落現(xiàn)象,窯筒體溫度低、熱能損耗少。國產(chǎn)鎂鐵尖晶石磚與國外同類產(chǎn)品相比,具有訂貨周期短、價格低、備用量少、售后服務(wù)方便等優(yōu)勢。

以電熔鎂鋁尖晶石和中檔鎂砂為原料,采用適當(dāng)?shù)墓ぱ兄屏随V鋁尖晶石磚,制品性能優(yōu)良,尤其是熱震穩(wěn)定性高達(dá)38次。制品在大型干法水泥回轉(zhuǎn)窯冷卻帶使用,效果達(dá)到了西德雷法公司的同類產(chǎn)品水平。