優(yōu)質(zhì)鎂鐵鋁尖晶石磚的性能及其在水泥窯回轉(zhuǎn)窯的應(yīng)用
摘要:為了解決水泥窯用鎂鉻磚引發(fā)的環(huán)境污染問題,無鉻堿性耐火產(chǎn)品的開發(fā)已得到長足發(fā)展,本文針對水泥窯所用的無鉻堿性耐火產(chǎn)品:方鎂石-復(fù)合鎂鋁尖晶石磚、鎂鐵尖晶石磚、鎂鐵鋁復(fù)合尖晶石磚等進行性能方面的分析、對比進行論述,以及通過對實際使用效果的比較可以證明鎂鉄鋁復(fù)合尖晶石磚抗侵蝕性能好,窯皮形成迅速、穩(wěn)定、不脫落,抗熱震性能好,導(dǎo)熱率小,節(jié)能效果顯著,特別是徹底杜絕了水泥中的鉻含量超標(biāo)污染的問題,是水泥窯燒成帶用耐火材料的首選。
關(guān)鍵詞:無鉻化 鎂鉄鋁復(fù)合尖晶石磚 性能 無污染
水泥工業(yè)的污染主要是含鉻耐火材料引起的污染,主要途徑有:一是在水泥熟料煅燒過程中,含鉻耐火材料在氧化氣氛和堿性氧化物存在時,在一定溫度下Cr3+會有一部分轉(zhuǎn)化為對人類有危害的Cr6+,并隨剝落的耐火材料混入水泥熟料中,導(dǎo)致水泥中的鉻含量超標(biāo);二是含鉻的廢磚處理不合理,被雨水沖刷流入地下而污染到地下水源。
20世紀(jì)90年代以來我國水泥工業(yè)迅猛發(fā)展,含鉻耐火材料在水泥窯燒成帶得到大規(guī)模的應(yīng)用,也取得了很好的效果,但與此同時,含鉻耐火材料帶來的鉻污染愈加廣泛。為了解決水泥窯用鎂鉻磚引發(fā)的環(huán)境污染問題,開發(fā)無鉻化耐火產(chǎn)品已成為耐火工作者的主要任務(wù)之一 ,經(jīng)過廣大耐火材料工作者的不懈努力,無鉻堿性耐火材料在過去20年得到了長足的發(fā)展。水泥窯用無鉻耐火產(chǎn)品主要有方鎂石-復(fù)合鎂鋁尖晶石磚、鎂鐵尖晶石磚、鎂鐵鋁復(fù)合尖晶石磚等。[1]
鄭州瑞泰耐火科技有限公司研制的鎂鐵鋁復(fù)合尖晶石磚是在原有鎂鐵尖晶石磚的基礎(chǔ)上開發(fā)的又一種節(jié)能環(huán)保的新型耐火材料。
1、鎂鐵鋁復(fù)合尖晶石磚的生產(chǎn)
1.1原料的標(biāo)準(zhǔn)
進廠原料首先在實驗室進行化學(xué)成分分析,其主要化學(xué)成分要符合表1要求。
表1 主要原料的化學(xué)成分
1.2原料的制備
檢驗合格的原料,經(jīng)過顎式破碎機進行粗碎,一部分進入圓錐破碎機進行破碎,經(jīng)過篩分,將≤5mm以下的粒度按照工藝要求,經(jīng)過篩分后進入到不同的料倉,>5mm的原料重新回到圓錐破碎機破碎;另一部分進入筒磨機或雷蒙磨加工成≤0.088mm的細(xì)粉料進入料倉。
1.3原料的混練
采用亞硫酸紙漿廢液作為結(jié)合劑,首先將顆粒料加入濕碾機中混練3~5分鐘,加入4/5的結(jié)合劑混練3~5分鐘,再加入細(xì)粉料混練5~10分鐘(期間根據(jù)泥料的干濕程度,適當(dāng)加入結(jié)合劑),泥料混合均勻后可以出料進行造坯成型。
1.4高壓成型
采用630噸程控壓力機成型。要求半成品磚坯無麻面,無裂紋,尺寸外形規(guī)整,符合半成品標(biāo)準(zhǔn),半成品體密≥3.12g/cm3。
1.5高溫?zé)?/strong>
檢驗合格的半成品磚坯按要求逐次進入隧道干燥器,經(jīng)過110℃溫度干燥24h,檢驗合格后裝車進入高溫隧道窯燒成,按工藝要求保溫8h后,逐次出窯檢選。
1.6鎂鐵鋁復(fù)合尖晶石磚的理化指標(biāo)
對鎂鐵鋁復(fù)合尖晶石磚成品進行理化性能檢測,檢測指標(biāo)見表2。
表2 鎂鐵鋁復(fù)合尖晶石磚的理化指標(biāo)[2]
鎂鐵鋁復(fù)合尖晶石磚的性能優(yōu)勢
(1)良好的抗侵蝕性能
①鎂鉄鋁復(fù)合尖晶石磚中的氧化鎂和氧化鐵、鐵尖晶石、鋁尖晶石反應(yīng),局部形成不均勻的孔隙和微細(xì)裂紋結(jié)構(gòu),形成晶體之間高度直接結(jié)合結(jié)構(gòu);②MgO和鐵鋁尖晶石的Al2O3、Fe2O3或FeO較易反應(yīng),形成相互擴散的現(xiàn)象,相互擴散的同時又形成二次尖晶石的生成,鐵鋁尖晶石顆粒周圍會形成一個Fe含量較高的致密層,燒結(jié)后二次尖晶石的生成也增強了鎂鐵鋁復(fù)合尖晶石磚的致密性;③鎂砂間的直接結(jié)合和鐵鋁尖晶石的化學(xué)穩(wěn)定性是鎂鐵鋁復(fù)合尖晶石磚具有很強的抗硅酸鹽熔體滲透的能力和抗鹽堿侵蝕的性能。鎂鐵鋁復(fù)合尖晶石磚在生產(chǎn)和使用過程中,生成的尖晶石具有較好的抗侵蝕性能,水泥熟料中的液相主要是C4AF和C3A。在水泥生產(chǎn)過程中,熟料首先滲透到磚內(nèi)部的成分主要是C4AF。同時熟料中液相在進入磚表面時,液相與磚的化學(xué)成分反應(yīng)首先形成高溫耐火層,阻止液相的進一步滲透,提高了抗熟料侵蝕的能力。
(2)良好的掛窯皮性能
窯皮形成的過程是當(dāng)窯溫達(dá)到一定