欢迎光临_河南省郑州信科耐火材料有限公司_[官网]!

专注耐火材料

专业耐火材料生产厂家

24小时服务热线:
400-628-0609
耐火砖|耐火砖厂家|高铝砖生产|【信科耐火材料厂家】
联系我们
耐火砖|耐火砖厂家|高铝砖生产|【信科耐火材料厂家】
24小时服务热线:400-628-0609

手机:151-8835-3111

传真:0371-63136181

邮箱:[email protected]

地址:河南省新密市来集镇李堂工业区

铁铝尖晶石加入量多少时浇注料挂窑皮的性能达到最佳?

文章编辑:耐火材料 发表时间:2019-12-27 浏览次数:
目前,镁铬砖在水泥回转窑烧成带上得到广泛的使用,但生产过程中Cr⁶⁺对人和环境存在着危害,因此水泥回转窑烧成带用耐火材料的无铬化将是未来的发展趋势。水泥窑越来越复杂的窑况,要求耐火材料有更高的使用性能。如今,在水泥回转窑烧成带使用镁白云石砖和镁铝尖晶石砖代替镁铬砖。镁白云石砖对水泥熟料有着很好的化学相容性 和极佳的挂窑皮性,但其抗热震性能和抗水化性能差;镁铝尖晶石砖的抗热震性和抗侵蚀性能良好,但MgO·Al₂O₃易 与水泥熟料中C₃S或C₃A反应形成低熔点矿物C1₂A₇,导致窑皮流失。

研究发现,方镁石-铁铝尖晶石耐火材料由于其优异的柔韧性和挂窑皮性能,已经成为代替镁铬砖的材料。铁铝 尖晶石的断裂能是镁铝尖晶石的6倍,且能够与水泥熟料生成C₂F和C₄AF,具有优异的挂窑皮性能。在本工作中,主 要研究了镁铁铝尖晶石浇注料的挂窑皮性能。

一、试 验

1.1原料

试验所用的原料为:高纯镁砂,粒度为5~3、3~1、≤1和≤0.074mm,其化学组成(w)为:MgO95.44%,CaO1.5 0%,SiO₂1.56%,Fe₂O₃0.93%,Al₂O₃0.31%;电熔铁铝尖晶石,粒度为3~1mm,化学组成(w)为:Al₂O₃50.59%,F e₂O₃44.91%,SiO₂1.22%,MgO0.96%,CaO0.38%;w(SiO₂)=94.87%的硅灰;结合剂六偏磷酸钠。

1.2试验过程

称取原料放入搅拌锅中搅拌5min,然后倒入40mm×40mm×160mm的模具内振动成型。放入干燥箱220℃烘烤2h脱模后,对试样进行1550℃保温3h烧成。

按相关标准检测烧后试样的常温抗折强度(GB/T3001-2007)、常温耐压强度(GB/T5072-2008)、体积密度和显 气孔率(GB/T2997—2000)。按以下方法测试挂窑皮性:把烧后试样切为40mm×40mm×80mm的2个样块,在其40m m×40mm表面涂上厚度约为2mm的水泥熟料浆体。然后把2块试样压在一起,自然养护1d使其产生一定的强度后, 再经过1500℃保温3h热处理,随炉冷却后,通过SEM和EDS等判断试样的挂窑皮性能。

二、结果与讨论

2.1 对常温物理性能的影响

不同电熔铁铝尖晶石加入量的试样在1550℃热处理后的体积密度和显气孔率。可以看出,试样的体积 密度先减小后增大,显气孔率呈现先增大后减小的趋势,二者最后趋于稳定。由于镁砂中发生Fe²⁺的扩散,产生二次尖晶石化,造成体积密度减小,显气孔率增大。但随着电熔铁铝尖晶石添加量的增大,有部分Fe²⁺离子固溶到晶间位 置形成液相,填充了气孔,使体积密度增大。

电熔铁铝尖晶石加入量对试样热处理后的常温耐压强度和常温抗折强度的影响。可以看出,随着电熔 铁铝尖晶石加入量的增加,试样的常温耐压强度先增大后减小,在加入量为10%(w)时,试样的耐压强度最大。主要 是因为加入电熔铁铝尖晶石会产生微裂纹,适量的微裂纹会对试样起到增韧的作用。而微裂纹对抗折是有害的,使试 样的抗折强度降低。

2.2对挂窑皮性能的影响

加入不同量电熔铁铝尖晶石的试样经1500℃挂窑皮试验后的SEM照片。可以看出,水泥熟料已经侵入 原砖结构中。当熟料中熔体量少时,熔体量不足以润湿耐火材料,导致挂窑皮性差;反之,耐火材料易挂窑皮并且致 密。电熔铁铝尖晶石添加量为10%(w)的试样S10被水泥熟料侵蚀的深度最大,说明水泥熟料在试样上黏附性较强,该 试样的挂窑皮比较多。

了挂窑皮试验后试样S10的显微结构。图4(a)为晶界位置的放大SEM照片,由EDS能谱可知,图中白色不 规则形状的物质是由于氧化铁在高温下形成的液相与水泥熟料中的氧化铝、氧化钙发生反应,生成黏度高的铁铝酸四 钙渗入到方镁石晶间,提高了试样的结合强度,使窑皮在耐火材料上黏结牢固。

FeAl₂O₄与MgO之间反应带的SEM,白色针状物质为FeAl₂O₄。由于Fe²⁺扩散到氧化镁的基质 中,少数Mg²⁺溶入电熔铁铝尖晶石晶粒中,与氧化铝发生反应生成镁铝尖晶石。电熔铁铝尖晶石与镁 砂之间反应形成的致密反应带,反应过程中的体积膨胀堵塞气孔,提高了反应烧结带的致密度,进而有效抑制水泥熟 料的二次渗透,一定厚度的反应烧结带可以提高水泥熟料与耐火材料间的结合强度,同时提高材料在高温热冲击下的 抗剥落性,能够提高浇注料的强度。

结 论

经过高温热处理后,电熔铁铝尖晶石中的Fe²⁺和方镁石中Mg²⁺发生离子交换反应,形成环状的裂纹,这种环状 裂纹对镁铝铁浇注料结构的柔韧性有良好的促进作用;同时Fe²⁺向镁砂中扩散,提高了试样的挂窑皮性能。电熔铁铝尖 晶石加入量为10%(w)时,镁铝铁浇注料的体积密度和常温耐压强度最大,挂窑皮性能也最优。

郑州信科耐火材料有限公司将始终秉行“以市场为技术导向,以质量为发展根本,以"合作互利、共同发展"的经营理念为根基,深受国内外众多客户的信赖与支持,郑州信科耐火材料有限公司愿与行业同仁一道共谋发展大计,共创事业辉煌。

       了解更多耐火知识,请关注耐火材料厂家http://www.zzjsjnc.com/dt72/