资源描述：
《水泥窑烧成带用镁铁铝尖晶石砖的研制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、水泥窑烧成带用镁铁铝尖晶石砖的研制刘会林1,2)沈建萍2)刘雄章2)李宁3)沈卫平1)□1)北京科技大学无机非金属材料系北京1000832)洛阳耐火材料集团技术中心3)酒泉钢铁(集团)公司摘要为了满足水泥窑烧成带用砖无铬化的要求,以粒度3.5～1mm、<1mm、<0.088mm的高铁镁砂和粒度<2mm的铁铝尖晶石为原料,分别讨论了1500℃、1550℃、1600℃、1650℃的烧成温度和5%、7%、9%、11%的铁铝尖晶石加入量对镁铁铝尖晶石砖性能的影响。结果表明:当烧成温度为1600℃时,试样已烧结;当铁铝尖晶石加入量为7%时,试
2、样的耐压强度与粘结强度最高(用粘结强度表征材料的挂窑皮性)。与直接结合镁铬砖相比,镁铁铝尖晶石砖在热震稳定性方面更优于直接结合镁铬砖,而在粘挂窑皮性能方面与其相近。关键词镁铁铝尖晶石砖,铁铝尖晶石,水泥窑03从20世纪60年代开始,直接结合镁铬砖便以其优良的高温性能而广泛应用于水泥窑烧成带。但镁铬砖在使用时会产生有毒的Cr6+,造成环境污染,因此,水泥窑用无铬砖的研究是耐火材料科研工作者的工作重点。众所周知,水泥窑窑内的物料为碱性,所以在材料的选择上,首选镁质耐火材料。但为解决纯镁砖热震稳定性差的问题,常选用改性剂作为第二组分,常用
3、的有铬铁矿、镁铝尖晶石、二氧化锆等[1]。即便如此,由于耐火材料的性能与价格不匹配,也未能完全解决水泥窑烧成带用砖无铬化的问题。为此,本工作利用高铁镁砂和含铁铝尖晶石的材料研制了抗热震性和挂窑皮性均优于镁铬砖的镁铁铝尖晶石砖。述原料的化学组成见表1。表1原料的化学组成(w)Table1Chemicalcompositionsofstartingmaterials%SiO2FeO+Fe2O3Al2O3TiO2原料MgOCaO高铁镁砂铁铝尖晶石88.934.651.870.960.980.877.1043.591.0446.680.14
4、2.80以表2中H2为基础配方,将各种物料配好放入混练机中,干混后加入亚硫酸纸浆废液继续混练均匀,然后在一定压力下压制成<50mm×50mm的试样,干燥后分别在电炉中于1500℃、1550℃、1600℃、1650℃保温3h烧成。保持H2组成不变,又在H2的基础上改变铁铝尖晶石加入量,分别压制成<50mm×50mm与40mm×40mm×60mm的H1、H2、H3、H4四组试样,干燥后在电炉中于1600℃保温3h烧成。表2试样的配料组成(w)Table2Compositionsofthespecimens%高铁镁砂铁铝尖晶石试样3.5～
5、1mm<1mm<0.088mm<2mmH1H2H3H4373737372321191735353535579111.2性能测试根据国家有关标准检测烧后试样的体积密度、显气孔率和常温耐压强度。用SEM对烧后试样进行显微结构观察。采用粘结强度法比较H1～H4试样的挂窑皮性能:在预先制备好的2块40mm×40mm×60mm的同一配方试样中间涂抹约20g挂窑皮剂(水泥熟料+外加剂),然后一起垂直放入电炉内于1500℃焙烧3h,冷却后按国标测粘结后试样的抗折强度,称为粘结强度,并以此评价试样的挂窑皮性能。热震稳定性能的试验方法如下:将试样在电
6、炉中加热1试验1.1试验原料及试样制备试验所用原料有:菱镁石与铁鳞经高温合成的高铁镁砂;矾土和铁鳞经高温烧结合成的含铁铝尖晶石的原料(以下简称铁铝尖晶石),其物相组成(w)为:铁铝尖晶石80%～90%,Fe2O35%,α2Al2O35%。上3刘会林:男,1973年,硕士研究生,工程师。收稿日期:2004-06-14修回日期:2004-09-18编辑:周丽红414NAIHUOCAILIAO/耐火材料2004/6到1000℃,保温30min后取出,水冷1次后,测其残余抗折强度,以试样的残余抗折强度保持率(热震后与热震前的抗折强度之比×1
7、00%)评价其热震稳定性。从图2分析可知:试样的主晶相为方镁石相,其中亦有少量树枝状脱溶相(铁酸镁或镁富氏体),晶粒一般较小(<3μm),个别的可形成颗粒状;次晶相为镁铁铝复合尖晶石,还有少量硅酸盐相。由于铁铝尖晶石是以粒度小于2mm的形式加入的,镁砂与其反应生成了镁铁铝复合尖晶石;晶间由少量的复合尖晶石相和硅酸盐相胶结。经分析可知,1600℃烧成的制品中方镁石与铁铝尖晶石结合已比较紧密,再提高烧成温度,变化不大。2.2铁铝尖晶石加入量对试样强度的影响铁铝尖晶石加入量对试样耐压强度和粘结强度的影响示于图3。2结果与讨论2.1烧成温度
8、对试样烧结性能的影响烧成温度对镁铁铝尖晶石砖试样(H2)的烧结性能的影响如图1所示。由图1可知:随着烧成温度的升高,H2试样的体积密度增加,显气孔率降低。在1500℃烧后,试样的性能较差,表明试样还未达到充分烧结。而在1600℃烧后,
