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7种回转窑最常用耐火砖,您都了解吗?

发表时间:2024-05-27 访问量:14287

 在世界水泥工业的快速发展之下,水泥窑用耐火砖无论在种类和质量上都有了明显的进步。在水泥回转窑不同的部位,其气氛环境、工作温度等均有不同,因此,在回转窑的分解带、过渡带以及冷却带等不同部位使用的耐火砖也不同。在现阶段回转窑所使用耐火砖种类主要有以下几种:

 水泥回转窑

  1、镁铬砖

  水泥回转窑烧成带采用的镁铬质材料为直接结合镁铬砖,镁铬砖是以MgO和Cr2O3为主要成分,它的优势特点非常之多例如:高的耐火度、高温强度高、抗渣侵蚀性和抗热震性十分良好还有挂窑皮性能好和热导率极低等。镁铬砖性能优良而被广泛应用于烧成带,在使用时易与窑内物料形成稳定的窑皮及其优异的高温使用性能而得到广泛使用。但是,在回转窑检修停窑过程中,由于温度的变化,镁铬砖产生结构疏松、强度下降,产生结构剥落而损毁。镁铬砖中的Cr2O3在碱金属氧化物存在及高温条件下,容易形成有毒的六价Cr6+化合物R2CrO4,如果处理不当,水溶性的Cr6+化合物会造成严重的水污染,使得镁铬砖在水泥窑上的使用受到严格的限制。

 2、白云石砖

  白云石砖有着低廉的价格,在价格不高的同时它的挂窑皮性也颇受业内所认可。在回转窑烧成带,白云石砖中的游离f-CaO与水泥熟料中的C2S反应生成熔点高的C3S,C3S就可以让砖的热表面上粘着了稳定的窑皮。因CaO平均分布在砖的各点之上,所以整个砖的热面都被窑皮粘着的面积所占据,这就导致了窑皮和砖之间的结合稳定而又牢靠,基本上连接为一体,让白云石砖的使用时间变得更长。但是,如果窑皮较薄,容易引起砖体膨胀,导致砖的结构剥落,因此白云石砖大部分使用于窑皮较为稳定的地带(烧成带的中部)。另外,砖内游离钙非常容易水化,也限制了白云石砖应用。目前,白云石砖的结合剂与防水化研究仍处于不断改进与研究开发中。

  3、镁锆砖

  2715℃是镁锆砖的熔点,1660℃的温度被超越之后才可以让熟料侵蚀,所以它的优点之一是耐火度跟其他砖比要高。氧化锆在热的状态和冷的状态条件之下还有着较大的抗断裂强度这是由于它颗粒周围附近有微裂纹把外部的应力吸纳产生的。同时,像SO3、CO2、碱氯蒸气等有害侵蚀来看镁锆砖也可以对其抵抗,抗熟料液相侵蚀也非常良好,抗还有着较高的抗压强度和抗氧化还原的气氛等优势,但是镁锆砖的膨胀系数较高,结构韧性差,在应用过程中容易出现裂纹进而剥落损毁。

  4、镁钙锆质砖

  抗硅酸盐水泥熟料侵蚀性很好的方镁石,在引入CaO与ZrO2后,不仅把挂窑皮的能力提升一截,又在生成锆酸钙之后使材料的抗侵蚀性提高不少。此外可以使耐火材料的抗热震性性能提升这是由于促进方镁石晶体长大和ZrO2发生马氏体相变的体积效应的作用。应用良好的制造工程技术以及得当适合的配方,就能制备以方镁石为主晶相,以CaO·ZrO2及C3S等为第二相的MgO-CaO-ZrO2耐火材料,所得的材料能让其用在使用条件严格和苛刻的烧成带中心烧结区域,这是因为制的材料征服了镁白云和镁尖晶石的种种缺点与不足,例如,镁白云石制品的易于水化和镁尖晶石制品在挂窑皮的性能偏差还有热导率很高的缺陷。但是,就现在而言镁钙锆砖有着巨大的生产成本,在很大的程度上妨碍了它的应用。

  5、镁铁尖晶石砖

  镁铁尖晶石砖是一种有着无铬特性对环境有益污染甚少、热震稳定性、良好的挂窑皮能力、耐侵蚀性能也很好、较低的热导率和热膨胀率,和较好的结构柔韧性。在现实生产应用中,镁铁尖晶石砖的使用年限都超过12个月,烧成带上挂窑皮速度快,窑皮厚度也较为稳定和均匀,耐火砖没有出现大范围毁坏与掉落的现象,让窑停止的时候耐火砖也不会出现毁落的现象,窑简的体温保持得较为低下、关于热能方面的损耗也很少。有一部分微裂纹也会产生在镁铁尖晶石烧制过程之中,微裂纹在慢慢形成之后,会对耐火砖的热震稳定性有着很好的提升作用。

  含有相对合理含量的FeO在水泥窑烧成带的用砖之中,能让其挂窑皮的能力在原有基础上有所提升。FeO是以镁铁尖晶石的形式加入参与进镁铁尖晶石砖之中的。这样的进入与加入,不仅让耐火砖有着很好的挂窑皮性能,而且热震稳定性也为之良好。

  单层结构是新型干法水泥窑炉衬的基本形式与特点,衬砖的高热导率能让其能量损失过高并且导致壳体过热而产生变形。与其他砖比较,低的热膨胀系数与低的热导率是镁铁尖晶石砖的特点。热膨胀系数低既保护炉衬本身使壳体热应力减少,又使耐火材料毁坏掉落和窑体自身损失与坏掉的程度减少;热导率的低可以使筒体表层温度下降,窑皮厚度也减少不少,进一步为回转窑使用创造了较为良好的条件(降低了窑的负荷又提升了使用性能让窑的使用年限延长)。镁铁尖晶石具有较为出色的结构柔韧性,这是因为它的矿物质的组成还有冠微结构以及其活化行为产生了部分微小裂纹。镁铁尖晶石砖结构柔韧性的特点可以减轻由于筒体变形所产生的机械应力对其破坏和损失的程度,使其使用寿命得以延长。然而,绝大部分普通的镁铬砖与镁铁尖晶石砖在这个方面是不能同日而语的,镁铁尖晶石砖是远远超出镁铬砖一截的。

  6、镁铝尖晶石砖

  镁铝尖晶石砖作为碱性耐火材料的一种可以替换镁铬砖在水泥回转窑烧成带上进行应用。虽然上个世纪三十年代左右就开始用MgO和A12O3方案配合进行生产MgO-MgO·A12O3,可这个方案没有被良好的推广与使用。即使镁铝尖晶石砖的使用在过渡带上取得了较好的效果,但是在烧成带应用时具有以下不足,如下:

  a在挂窑皮稳定性上不佳。进行生产的过程当中烧口的部位温度很高,烧成带中窑皮的掉落会使砖在高温下与水泥原料发生反应。

  b导热系数大。导热系数大降低了窑筒体刚性产生了变形致使材料机械应力加大。

  c镁尖晶石砖耐蚀性比镁铬砖相比要差。就目前而言,在水泥回转窑烧成带使用镁铝尖晶石砖,存有许多问题需要解决,所以很难让方镁石一镁铝尖晶石砖完全代替镁铬砖。

7、方镁石—铁铝尖晶石砖

  方镁石—铁铝尖晶石砖的发明与产生在上个世纪九十年代,由MgO和FeAl2O4在一定的高温下烧结而成。目前氧化镁—铁铝尖晶石砖已经大泛围地用在水泥回转窑的炉衬之上,这样一种新的炉衬概念就赋予在水泥回转窑之上,它在对环境不发生危害的同时,也增加了整体的性价比。

  此砖具体性能如下:尖晶石族当中有着相对稳定的二价铁离子,因此FeAl2O4弹性变强,内衬的挠性也增加,在这基础上很大程度把脆性降低了;为了确保无铬的镁质材料形成较好的窑皮,首当其冲应是铁在其中的存留,与此同时应把铁的价态控制为二价(Fe2+),以免在2、3价态上多次转化。铁铝尖晶石中二价铁在低的温度之下是稳定存在的。铁铝尖晶石是往砖中引入铁、铝元素的重要来源。当铁铝尖晶石接触水泥熟料生成钙斜硅钙石和铝酸斜硅钙石相,使其形成保护层;适应能力强、抗碱盐侵蚀能力较好。砖的结构之所以均匀是因为含量较少的铁铝尖晶石能够和天然镁砂或合成镁砂相互溶解。

  方镁石—铁铝尖晶石质砖比传统的镁铝尖晶石砖的结构紧密且具有较高的高温抗折强度。通过在一定程度限制晶粒尺寸的分布和质量较高的合成镁砂的使用来提高砖的高温强度和密度。这种砖的挂窑皮性能较好、热导率和热膨胀性非常低,在温度高的情况之下有助提高砖材的抗磨损能力和抗侵蚀能力,从而确保窑壳具有低的温度和增加衬砖的使用时间。

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