套筒石灰窑用镁铝尖晶石砖的研制和应用

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1、套筒石灰窑用镁铝尖晶石砖的研制和应用章道运“2)孟庆新3)1)西安建筑科技大学材料学院西安7100552)中钢集团耐火材料有限公司3)河南科技大学高温材料研究院摘要以电熔尖晶石(4叫.5mm，

2、0呆温6h烧成，制得镁铝尖晶石砖。结果表明：通过优化试验配方和烧成温度，研制出了具有较高耐压强度和抗热震性优异的高档镁铝尖晶石砖。该制品替代镁铬砖和镁砖用在套筒石灰窑的关键部位，取得了良好的使用效果。自从德国人卡尔•贝肯巴赫在上世纪60年代发明了套筒窑以来，套筒窑已在德国和日本等一些国豸广泛应用，而在我国则刚刚引进使用。套筒石灰窑的引进，对耐火材料提出了新的技术要求。国内一些环形套筒窑拱桥部位使用镁铬砖，仅岱使用3〜6个月就出现了掉砖、倒塌、脱落和燃烧室结瘤堵塞等异常情况。据文献［1-2j的介绍，环形套苠窑拱桥部位的工作环境和镁铬砖的侵蚀机理主要有以下几点：(1)拱桥

3、除了承受石灰窑下料时的冲击外，还受到含90:和CO2的高温空气的冲刷和侵蚀；(2)煤气和空气燃烧时产生的水分将造成镁铬辟的损毀；(3)正常生产时，燃烧室和拱桥部位呈局部正压石灰细粉可沿裂纹和大的气孔进入砖内部，使砖的反应层加厚，加速侵蚀和剥落；(4)体积效应和温度的频繁变化造成镁铬砖的应力破坏。此外，本钢在拱桥部位使用镁砖砌筑，不到半与就坍塌。这是由于镁砖的抗碱性虽强，但抗热震性差的缘故综合以上分析和镁铬砖的污染问题，考虑到镁铝尖晶石砖具有抗震性好，耐火度和荷重软化浯度高以及抗侵蚀能力强等特点，本工作研制了镁铝头晶石砖，替代镁锫砖和镁砖用于套筒窑的关键部位，并取得了良

4、好的使用效果。1贝肯巴赫环形套筒窑简介贝肯巴赫环形套筒窑的结构如图1所示。套筒窑有上下两个套筒，与窑体间形成同心环形。窑内熔烧带布有两层烧嘴，上下层烧嘴之间错位

5、41。上燃炤室和下燃烧室的过桥形状象拱桥。两边中间拱部乞沿一定角度向中间倾斜并形成尖顶。3章道运:男，1963年生.博士研究生.高级工程师。E2nail:lyzhdy@sinacancn收稿日期：2007-02-14362NAHUOCALPO••耐火材料2007/52试验21原料试验用各种原料及其理化指标见表1。表1原料的理化性能Table1Chemicalcompositbnsandphysbalprop

6、ertiesofstartinumaterhIs名称Al2o?化学组成U，)/%CaO体积密度/(g•cm•”so2高档电熔尖晶石料61.430.6035.75•-高纯镁砂-0.8197.511.393.27中档镁砂■20995.381.573.2097电熔镁砂-1.2097.711.3115196电熔镁砂■1.2696.661.453.49叫0397■■•■22试验方法镁铝尖晶石砖的试样配比如表2所示。表2试样配比(H，)Tabb2Foimubofspecinens%编C31234565~2mm18-12121717高纯镁砂<2mm27■22222727<0.088

7、mm35•垂■■■5〜2mm•27•••■中档镁砂<2mm•18•••■<0.088mm■35■■■■97电熔5*-2mm--6666镁砂<2min•■666696电熔镁砂<0.088mm•■31312424高档电熔4〜1min202023201020尖晶石料<2nun■■■■10■必120;<0.088mm-■■3-■按以上比例进行配料、混练，用亚硫酸纸浆糜液作结合剂，在630t压力机上成型为230minxn4mmx65min的半成品。在隧道干燥器中于11()°CT燥16h后，入9&4m超高温隧道窑中分别于1740°(3口1760°C烧成，总烧成时间为116h(最高

8、温度下的保温时间为6h)，制得镁铝尖晶石砖。分别依据CB/T2997-2000、CB/T5989-1998、GB/T5072-1985、YB/T3762-1995对研制的镁铝尖晶石砖的显气孔率和体积密度、荷重软化温度、常温耐压强度和抗热震性进行检测。3结果与讨论3.1试样的物理性能试样的物理性能见表3。由表3可见：(1)试样试样6的抗热震性均比试样1和试样2的好。这是因为后4个配方中均加入了电熔镑表3试样的物理性能Table3Physfca1propertbsofspecinens烧成温编号显气孔体积密度/荷重软化常温耐压抗热窓性，次率/%(g.a