镁铝尖晶石对方镁石-复合尖晶石砖性能及抗V_2O_5侵蚀性的影响

以高纯镁砂、高铁镁砂、铁铝尖晶石砂、镁铝尖晶石为原料,于1 600℃烧成制备了方镁石-复合尖晶石试样,研究不同镁铝尖晶石对试样性能的影响,采用SEM观察和分析了V_2O_5气氛侵蚀后试样的微观形貌。结果表明:添加75MA和90MA的试样,显气孔率随着尖晶石含量的增加先增加后降低;添加66MA的试样,显气孔率随着尖晶石含量增加而增加;添加三种尖晶石的试样,耐压强度、高温抗折强度均随着尖晶石含量增加而降低;添加12%75MA和90MA试样的热震稳定性好于添加66MA的试样;添加90MA的试样,尖晶石含量越高,试样的抗侵蚀性越好;添加66MA尖晶石的试样,尖晶石含量越高,试样的抗侵蚀性越差;当试样中MA含量相同时,Al_2O_3含量越高,试样的抗V_2O_5侵蚀性越好。

原料组成对多微孔方镁石-镁铁铝复合尖晶石陶瓷显微结构与性能的影响

利用原位分解合成法,以轻烧MgO、Fe2O3和Al(OH)3为原料,成功制备了多微孔方镁石-镁铁铝复合尖晶石陶瓷,并研究原料组成对其显微结构与性能的影响。研究结果表明:当理论镁铁铝复合尖晶石含量为0%(质量分数,下同)时,试样中颈部连接形成较少,耐压强度较低;当理论镁铁铝复合尖晶石含量为4%~16%时,试样中生成的液相量增多,物质运输速率加大,形成的颈部连接较多,耐压强度较高;当理论镁铁铝复合尖晶石含量为24%时,试样中镁铁铝复合尖晶石生成带来的体积膨胀增多,增大颗粒间距,颈部连接的形成减少,试样的耐压强度减小。同时,当理论镁铁铝复合尖晶石含量为12%~16%时,多微孔方镁石-镁铁铝复合尖晶石陶瓷具有较高的显气孔率(22.3%~24.6%)、较低的体积密度(2.75~2.80 g/cm^(3))和较高的耐压强度(100.6~123.1 MPa)。

氧化镧对水泥窰用方镁石-复合尖晶石砖结构与性能的影响

为了研究水泥窑无铬化和在使用替代燃料等新环境下水泥熟料对砖的侵蚀机制,本实验以高纯镁砂、铁铝尖晶石、高铁镁砂为原料制备出了方镁石-复合尖晶石砖,研究了氧化镧对复合尖晶石砖结构与性能的影响。随着氧化镧含量增加,试样的体积密度、耐压强度、抗折强度、粘结强度、荷重软化温度、高温抗折强度均增加;氧化镧与Si O2反应生成硅酸镧,硅酸镧为高熔点矿物相,使材料由硅酸盐结合转变为由硅酸镧直接结合,增加了材料的抗侵蚀性和抗渗透性;水泥熟料中的主要矿物相为C2S,加入氧化镧能稳定水泥熟料中的C2S,防止窑皮的脱落,提高了耐火材料的挂窑皮性。

CeO_2对水泥窑用方镁石-复合尖晶石砖结构与性能的影响

以高纯镁砂、铁铝尖晶石、高铁镁砂为原料制备出了方镁石-复合尖晶石砖,研究了CeO_2对复合尖晶石砖结构与性能的影响。通过XRD及SEM检测试样的矿物相和显微结构,利用X’Pert Plus软件计算各试样中主晶相方镁石相的晶格常数,得出如下结论,随着CeO_2含量增加,试样的各项指标均增加;CeO_2与MgO生成固溶体,使MgO晶格常数增加,缺陷浓度增加,烧结趋动力增加,促进了试样的烧结,用半定量法计算有2%CeO_2剩余,剩余CeO_2存在于方镁石晶间,促进了材料的直接结合。

复合添加剂对方镁石-尖晶石砖性能的影响

以电熔镁砂和烧结镁铝尖晶石为原料 ,以TiO2 、ZrO2 、Al2 O3 和Fe2 O3 组成复合添加剂进行正交实验 ,测定了试样的体积密度和耐压强度 ,对实验数据进行了正交直观分析 ,并对试样进行了XRD分析和SEM分析。结果发现 :添加剂影响耐压强度的顺序为TiO2 >ZrO2 >Fe2 O3 >Al2 O3 ;试样的主晶相为方镁石 ,次晶相为尖晶石 ,同时还有少量玻璃相 ;试样的大小颗粒均与基质结合紧密 ,基质中有脱溶晶相 ,此晶相发育良好。

替代燃料对水泥窑用方镁石-复合尖晶石材料的侵蚀

为了解采用可燃性废弃物作为替代燃料煅烧水泥熟料时产生的气氛对水泥窑烧成带用方镁石-复合尖晶石砖的侵蚀情况,首先进行了化学试剂V2O5分别与高纯镁砂和镁铝尖晶石砂在1 500℃下的反应试验;然后以高纯镁砂、高铁镁砂、铁铝尖晶石砂为原料,于1 600℃烧成制备了方镁石-复合尖晶石坩埚试样,按水泥熟料、橡胶轮胎、石油焦的质量分数分别为50%、25%、25%配成侵蚀介质,采用静态坩埚法进行了替代燃料对方镁石-复合尖晶石材料的侵蚀试验(1 450℃保温3 h)。利用XRD检测了试样的物相组成,采用SEM观察和分析了气氛侵蚀后试样的显微形貌。结果表明:1)V2O5与MA中的Mg O反应产生刚玉相和钒酸镁,破坏了尖晶石结构,并伴随较大的体积膨胀而破坏了砖的结构。因此,在水泥窑使用替代燃料的情况下,方镁石-复合尖晶石砖中不适合加入镁铝尖晶石。2)替代燃料燃烧产生的SO3、V2O5等酸性气体沿着气孔和晶界向砖内扩散,在气孔和晶界处聚集,与方镁石-复合尖晶石材料中的Ca O、Mg O反应生成Ca3(VO4)2、Mg3(VO4)2、Ca SO4、Mg SO4,产生体积效应,不利于材料的稳定;另外还与水泥熟料中的C2S反应生成Ca SO4和低熔点相,不利于窑皮的稳定。

不同粒度锌铝尖晶石加入量对方镁石-锌铝尖晶石性能的影响

以高纯镁砂(5~0.074、≤0.074 mm)为主要原料,分别以烧结法合成的锌铝尖晶石颗粒(5~0.074 mm)和细粉(≤0.074 mm)取代相应粒度的高纯镁砂,制备了方镁石-锌铝尖晶石试样,分别研究了锌铝尖晶石颗粒(加入质量分数分别为10%、15%和20%)和细粉(加入质量分数分别为5%、10%和15%)的引入量对试样性能的影响,并与市售的铁铝尖晶石砖的性能作对比。结果表明:1)随锌铝尖晶石颗粒引入量的增加,试样的显气孔率增大,体积密度和常温耐压强度降低,抗热震性能稍有提高;2)随锌铝尖晶石细粉引入量的增加,试样的常温物理性能和抗热震性能均有提高;3)当锌铝尖晶石以10%(w)颗粒料或5%~10%(w)细粉料引入时,其抗侵蚀性能均优于目前水泥窑使用铁铝尖晶石砖的。综合来看,锌铝尖晶石以5%(w)细粉形式引入的试样性能最好。

水泥熟料及碱盐对方镁石-镁铝尖晶石砖的侵蚀行为

对以电熔镁砂、电熔镁铝尖晶石为原料制备的方镁石-镁铝尖晶石砖进行了不同温度的抗侵蚀试验,研究了水泥熟料及碱盐(K2SO4、KCl)对方镁石-镁铝尖晶石砖的化学组成、矿物组成及显微结构的影响,从而研究其对方镁石-镁铝尖晶石砖的侵蚀行为。结果表明:1)水泥熟料对方镁石-镁铝尖晶石砖的侵蚀过程主要是向砖内渗透,侵蚀砖中方镁石及基质M2S生成低熔物CMS而使M2S、方镁石不断溶解,使砖形成致密的变质层,温度越高,渗透和侵蚀作用越剧烈。2)碱盐通过对砖的液相渗透和气相扩散,在砖中与杂质发生化学反应,生成新的气体并挥发,使砖的表层因碱盐的化学侵蚀而疏松,深层因残碱的沉积而致密。3)实际使用中,碱盐在高温层侵蚀砖中的方镁石及结合相而使高温层疏松,使水泥熟料大量渗透和侵蚀而形成致密的变质层;碱盐在低温层的析晶、沉积,使致密的变质层变厚。而致密且较厚的变质层在温度波动时将导致方镁石-镁铝尖晶石产生严重的结构剥落。

水泥窑用方镁石-铁铝尖晶石砖的性能研究

以电熔镁砂、铁粉、氧化铁粉和-αAl2O3粉为原料,制备方镁石-铁铝尖晶石砖,研究了烧结温度和铁加入量对方镁石-铁铝尖晶石砖性能的影响,采用XRD和SEM对试样的物相组成和显微结构进行了分析和表征。结果表明,提高烧结温度有利于方镁石-铁铝尖晶石砖性能的提高,1 500℃烧成的试样最致密,综合性能较好,增大铁加入量不利于方镁石-铁铝尖晶石砖性能的提高。与直接结合镁铬砖相比,方镁石-铁铝尖晶石砖的常温耐压强度、抗折强度和热震稳定性较好,挂窑皮性和抗侵蚀性与其相近。

添加浮选镁砂颗粒和Al_(2)O_(3)细粉对方镁石-尖晶石砖性能的影响

以烧结镁砂、浮选镁砂、电熔镁铝尖晶石和煅烧Al_(2)O_(3)细粉为主要原料,以木质素磺酸钙为结合剂,经混练、成型、1650℃烧成制备了方镁石-尖晶石砖,主要研究了以浮选镁砂颗粒替代普通烧结镁砂颗粒以及在此基础上外加不同量煅烧Al_(2)O_(3)细粉(质量分数分别为0、3%和5%)对方镁石-尖晶石砖性能的影响。结果表明:1)以浮选镁砂颗粒替代普通烧结镁砂颗粒制备的方镁石-尖晶石砖,显气孔率和常温耐压强度降低,体积密度、抗热震性、高温强度和高温韧性提高。2)在以浮选镁砂颗粒替代普通烧结镁砂颗粒制备的方镁石-尖晶石砖中,随着煅烧Al_(2)O_(3)细粉引入量的增多,显气孔率和常温耐压强度降低,体积密度、抗热震性、高温强度和高温韧性提高。

含铁添加剂对水泥窑方镁石-尖晶石砖性能的影响

在方镁石_尖晶石材料中 ,加入三种不同类型的含Fe2 O3 添加剂 ,均能提高材料的常温性能、热稳定性和挂窑皮性 .用加入适量的含Fe2 O3 添加剂的方镁石_尖晶石砖来代替水泥窑烧成带的镁铬砖 。

镁铝尖晶石种类和板状刚玉对方镁石-尖晶石砖性能的影响

以不同粒度电熔镁砂以及90烧结镁铝尖晶石(富铝尖晶石)、75烧结镁铝尖晶石、66烧结镁铝尖晶石(富镁尖晶石)、板状刚玉细粉为原料,按照骨料与基质质量比65 35配料,经过1 730℃烧成后制备了方镁石-尖晶石砖。研究了添加不同种类镁铝尖晶石以及添加富镁尖晶石和板状刚玉细粉对方镁石-尖晶石砖体积密度、显气孔率、抗热震性、高温抗折强度和抗渣渗透性的影响。结果表明:加入富铝尖晶石的促进烧结作用明显,试样的体积密度最大,显气孔率最低,抗渣渗透性最好;加入富铝尖晶石试样高温抗折强度最大;加入富镁尖晶石和板状刚玉材料的抗热震性最好;在添加富镁尖晶石材料中加入板状刚玉能促进材料烧结,提高抗热震性和抗渣渗透性。

套筒石灰窑拱桥用方镁石-尖晶石耐火砖的损毁原因分析

概述了环形套筒石灰竖窑的基本结构及其耐火材料的使用情况,分析了套筒石灰竖窑中核心部位拱桥使用的方镁石-尖晶石砖的损毁机制,并针对如何提高套筒石灰竖窑中拱桥的寿命提出了建议。

镁铁铝复合尖晶石砖抗水泥熟料和抗碱盐侵蚀性能研究

为分析水泥窑用镁铁铝复合尖晶石砖的侵蚀机制,对经高温烧成的商品高铁镁砂-镁铝尖晶石砖、方镁石-铁铝尖晶石砖和镁铝尖晶石砖分别进行了1 450℃4 h的抗碱盐和抗水泥熟料侵蚀试验,并对侵蚀后试样进行了SEM扫描电镜和EDS物相分析。结果表明:高铁镁砂-镁铝尖晶石砖的抗碱盐侵蚀性和抗水泥熟料侵蚀性均最好,方镁石-铁铝尖晶石砖次之,镁铝尖晶石砖相对较差。这是因为高铁镁砂-镁铝尖晶石砖结构最为致密,体系中Fe元素以固溶体的形式存在,高温烧成时结构稳定,没有像方镁石-铁铝尖晶石砖中二次尖晶石的形成和Fe元素的变价带来的微裂纹,没有Fe元素的扩散造成的孔洞,使得碱蒸气不易渗入;体系中的Fe元素与水泥熟料反应生成高黏度的铁酸钙和铁酸铝相,阻止了水泥熟料的进一步渗透。

方镁石复合尖晶石砖在短窑上的应用

我公司回转窑规格为3.962m×42.672m 2000t/d预分解窑,1995年投产以来,烧成带大部分时间使用直接结合镁铬砖,投产初期和2002年出现红窑事故时烧成带也曾用过普通磷酸盐砖,其寿命周期只有20d左右.而烧成带使用直接结合镁铬砖,其寿命周期从开始的60d左右经过8年的时间到2002年上半年,也只有128 d.由于窑型短,烧成带火力相对集中,使用直接结合镁铬砖,2002年前窑衬耐火砖一直不能提高使用寿命,常常一年多次更换耐火砖,严重制约了生产.自2002年7月使用方镁石复合尖晶石砖后大大提高了回转窑耐火砖的使用寿命,为我公司回转窑提高运转率、保证生产的正常进行,奠定了良好的基础.

方镁石复合尖晶石在水泥窑窑衬中的使用

以固融体型楔铬制品的方镁石复合尖晶石砖取代普通的铬镁砖，延长了水泥窑衬的使用寿命，同时基本消除了铬公害问题。

钢包刚玉-尖晶石透气砖的研制

通过实验对比,研究了硅微粉含量和尖晶石粒度对刚玉-尖晶石透气砖高温强度、体积稳定性和热震稳定性的影响。结果表明:高纯刚玉-尖晶石浇注料体系中引入硅微粉后,试样的高温抗折强度急剧下降;尖晶石颗粒与细粉复合加入时,试样的体积稳定性和热震稳定性较好;工业试验表明,刚玉-尖晶石质透气砖使用效果优于铬刚玉透气砖。

重烧气氛对水泥窑用镁铁铝尖晶石砖性能的影响

为了研究共处置水泥窑常用的高铁镁砂-镁铝尖晶石砖和方镁石-铁铝尖晶石砖在使用过程中气氛波动下的稳定性,分别在氧化气氛(空气)及埋炭还原气氛下,将高铁镁砂-镁铝尖晶石砖、方镁石-铁铝尖晶石砖分别置于电炉1 450℃保温4 h条件下进5次重烧试验,然后对不同重烧次数下高铁镁砂-镁铝尖晶石砖、方镁石-铁铝尖晶石砖的显气孔率、体积密度、物相组成和显微结构进行对比分析,进而评判两种砖抗气氛波动的稳定性。结果发现:高铁镁砂-镁铝尖晶石砖经氧化和还原气氛重烧后的显气孔率、体积密度、物相组成和显微结构无明显变化;而方镁石-铁铝尖晶石砖重烧过程中则有大量新相生成,导致显微结构破坏严重,显气孔率和体积密度随着重烧次数增加有较大变化,特别是还原气氛下尤为严重。可见,高铁镁砂-镁铝尖晶石砖抗气氛波动性能要优于方镁石-铁铝尖晶石砖的。

一种水化镁铝尖晶石砖的应用探索

水泥窑用镁铝尖晶石砖长期存放会水化开裂,目前尚无经济有效的处理方法。本研究参照了医药行业用“包衣”工艺,水化镁铝尖晶石砖经过轻烧、破碎、包衣、烘干、烧成制备成方镁石-尖晶石复合材料,并将其作为镁砖增韧材料替代传统的镁铝尖晶石制备了镁铝尖晶石砖。将制备的镁铝尖晶石砖与传统镁铝尖晶石砖的性能进行对比,发现该镁铝尖晶石砖除了体积密度降低外,两者的荷重软化温度、热震稳定性、耐压强度都相当,可替代传统镁铝尖晶石砖应用于水泥窑中。该研究为水化镁铝尖晶石砖的应用提供了一条途径。

SiO_2含量对合成铁铝尖晶石的影响

为了研究以矾土做原料合成铁铝尖晶石时其SiO2成分对合成铁铝尖晶石的影响,以氧化铁粉、α-Al2O3粉和碳粉为原料,分别加入质量分数为0、2%、5%和8%的SiO2粉,在氮气气氛中分别于1 400、1 450、1 500、1 550℃保温4 h合成铁铝尖晶石。通过对所合成铁铝尖晶石的烧结性能、物相组成及微观结构进行分析,研究了SiO2加入量对铁铝尖晶石合成及烧结性能的影响。结果表明:氮气气氛下,加入2%(w)SiO2能够促进铁铝尖晶石的合成及烧结;加入大于5%(w)SiO2时,试样的体积密度迅速下降,SiO2与氧化铁生成大量的低熔点液相,Al2O3则以刚玉相存在,反而阻碍铁铝尖晶石相的生成。采用特级矾土为原料合成铁铝尖晶石时,由于矾土中杂质SiO2和TiO2以及R2O的大量存在,导致矾土基铁铝尖晶石的体积密度更低,烧结性能更差,用其制备的方镁石-铁铝尖晶石制品的性能较差。可见,合成铁铝尖晶石以矾土为原料是不合适的。