烧成温度对镁铁铝尖晶石砖性能的影响

为确定以烧结铁铝尖晶石为主原料制备镁铁铝尖晶石砖时的烧成温度，采用粒度为5—3、≤3、≤0．088mm的高纯镁砂（质量分数分别为36％、28％和31％）和反应烧结制备的粒度≤0．088mm铁铝尖晶石粉（质量分数为5％）为主要原料，以纸浆废液为结合剂，经配料、混料、成型和烘干后，在隧道窑中分别于1450、1500、1550、1600和1650℃下烧成制备了镁铁铝尖晶石砖，检测了其体积密度、显气孔率、耐压强度、常温抗折强度、抗热震性和挂窑皮性，并分析了试样的物相和显微结构。结果表明：在1450—1650℃，随着烧成温度的升高，镁铁铝尖晶石砖的常温耐压强度和常温抗折强度逐渐增大，抗热震性逐渐减小；烧成温度为1550℃时制备的镁铁铝尖晶石砖有较大的体积密度和较小的显气孔率，挂窑皮性也最好，其主晶相为MgO、FeAl2O4和镁铁铝复合尖晶石。

铁铝尖晶石的合成及镁铁铝尖晶石砖的性能与应用

系统论述了铁铝尖晶石(FeO.Al2O3)的合成、铁的存在价态对镁铁铝尖晶石砖性能的影响,并阐述了采用预合成铁铝尖晶石制备的镁铁铝尖晶石砖在水泥窑上的出色使用性能,指出其完全可以替代现有镁铬砖,是水泥回转窑烧成带用耐火材料的发展方向;同时还指出了镁铁铝尖晶石砖未来的研究方向是降低砖的热导率以及控制铁铝尖晶石合成气氛的简单化。

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。

回转窑烧成带用镁铁铝尖晶石砖的研制与应用

以新理论、新工艺合成出了结晶完好、质地均匀的铁铝尖晶石,并以合成的铁铝尖晶石为原料制备了镁铁铝尖晶石砖。大量应用结果表明,研制的镁铁铝尖晶石砖具有窑皮形成迅速、稳定、导热率小及使用寿命长等优点,总体性能超过了镁铬砖,满足了大型回转窑烧成带的无铬化要求。

铁铝尖晶石加入量对镁铁铝尖晶石砖的性能影响

为了研究铁铝尖晶石加入量对镁铁铝尖晶石砖的性能影响,本实验以粒度为3~1 mm、1~0 mm、≤0.088 mm的97高纯镁砂和1~0 mm的电熔铁铝尖晶石为原料,讨论了铁铝尖晶石加入量分别为3%、6%、9%、12%和15%时镁铁铝尖晶石砖的性能,利用XRD分析了试样的物相变化,采用SEM分析了烧后试样的微观结构。结果表明：铁铝尖晶石加入量为6%时,镁铁铝尖晶石砖有较高的体积密度和耐压强度以及较低的显气孔率,铁铝尖晶石加入量越多,镁铁铝尖晶石砖的荷重软化温度越低,铁铝尖晶石加入量3%~6%之间为宜。从显微结构照片中可以看出铁铝尖晶石周围生成的尖晶石环和环形裂纹,这是高温过程中部分铁铝尖晶石与方镁石发生离子交换反应所致,这种结构对镁铁铝尖晶石砖的结构柔韧性起着一定的作用。

水泥窑用后镁铁铝尖晶石砖中氯化钾的去除研究

水泥窑用后耐火材料中由于含氯化钾而限制了其再利用,为了去除水泥窑烧成带用后镁铁铝尖晶石砖中的氯化钾,对经过拣选、破粉碎的用后砖粉料(<0.154 mm)分别进行煅烧法(分别在800、1 000、1 200、1 400℃保温1 h煅烧)和水浸泡法(分别加入占干料质量20%、40%、60%、80%和100%的水常温浸泡8 h)处理,并对处理前后的试样进行化学组成、矿物组成及显微结构分析。结果表明:采用水浸泡法和煅烧法都可以去除水泥窑用后镁铁铝尖晶石砖中的氯化钾,其中水浸泡法的最佳加水量是干料质量的40%~60%,煅烧法的最佳煅烧温度是1 400℃;煅烧法去除氯化钾效果好于浸泡法,<0.154 mm的粉料经1 400℃煅烧1 h处理后的氯化钾去除率达99.60%。

大型干法水泥窑用高性能镁铁铝尖晶石砖的研发

随着水泥生产设备向大型化、智能化方向发展以及水泥窑协同处置和替代燃料技术的发展,大型干法水泥窑对耐火材料的性能有了更高的要求。通过改变铁离子和铝离子存在状态,铁离子和铝离子能够与氧化镁形成原位尖晶石和连续或半连续的固溶体,可明显提高材料的高温性能,在普通镁铁铝尖晶石砖的基础上,以高纯致密镁砂为原料,与铁铝尖晶石配合制备了大型干法水泥窑用镁铁铝尖晶石砖。通过引入不同比例的铁铝尖晶石研究其对新型镁铁铝尖晶石砖性能的影响,结果证实引入6%大中颗粒的铁铝尖晶石时其综合性能最佳。

以用后镁铁铝尖晶石砖合成偏钛酸镁的煅烧温度研究

为充分利用水泥回转窑用后镁铁铝尖晶石砖,将用后砖先拣选再破碎,最后将筛下的粉料(≤0. 154 mm)经1 000℃保温2 h热处理去除氯化钾后获得再生料。将再生料(≤0. 154 mm)与锐钛矿型Ti O2(<0. 044 mm)作为原料,以聚乙烯醇作为结合剂,利用固相反应法合成偏钛酸镁,并研究了煅烧温度(1 100、1 200、1 300、1 400和1 500℃)对合成偏钛酸镁的烧结性能、物相组成及显微结构的影响。结果表明:不同温度处理后试样的主晶相均为偏钛酸镁;随着温度的升高,试样中偏钛酸镁晶粒逐渐长大,试样逐渐实现致密化。结合试样的常温性能和显微结构认为,采用预处理的镁铁铝尖晶石再生料,在1 400℃保温3 h可以合成综合性能较好、纯度较高的偏钛酸镁。

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。

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。

镁铁铝尖晶石耐火砖安全运行两年使用经验

镁铁尖晶石耐火砖替代直接结合镁铬耐火砖,降低Cr^(6+)对环境的影响,但其导热系数大,挂窑皮性能差等缺点,造成使用周期短,筒体温度高和红窑等问题。采用镁铁铝尖晶石耐火砖,兼顾镁铁尖晶石和镁铝尖晶石的优点,优化砖的实物质量和窑内配砖是基础,窑皮维护是关键。日常生产中要关注结皮值,做到窑皮平整,避免结圈结蛋等工艺事故。同时关注升温、降温过程,及浇注料和煤管运行状态,均可提高窑内烧成带的耐火砖的使用周期。

铁铝尖晶石的合成及应用研究进展

较系统地介绍了铁铝尖晶石的合成机制,并对铁铝尖晶石的合成方法特点进行了对比,同时还对比了以铁铝尖晶石为原料制备的氧化镁-铁铝尖晶石砖与其他水泥回转窑烧成带常用砖的基本性能与特点,指出铁铝尖晶石是一种非常有使用前景的水泥回转窑衬砖用耐火原料。

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。

不同铁载体对镁铁铝尖晶石材料性能影响

分别以烧结铁铝尖晶石、电熔铁铝尖晶石、烧结镁铁砂及电熔镁铁砂为铁的载体,在控制试样化学组成接近前提下,按照镁铁铝尖晶石砖生产工艺制备镁铁铝尖晶石砖试样。检测试样的理化性能并采用XRD和SEM对试样的相组成和显微组织结构进行表征。结果表明:以两种镁铁砂为铁载体的试样体积密度高、显气孔率低、常温耐压强度大及热膨胀率小;以电熔铁铝尖晶石、电熔镁铁砂为铁载体的试样具有较高的荷重软化温度。以铁铝尖晶石为铁载体试样中,形成(Mg,Fe)Al2O4相,铁以Fe2+形式存在;以镁铁砂为铁载体试样中,形成Mg(Fe,Al)2O4相,铁以Fe3+形式存在;以烧结铁铝尖晶石、烧结镁铁砂为铁载体的试样显微结构中存在较多微气孔,以电熔铁铝尖晶石、电熔镁铁砂为铁载体的试样显微结构较为致密。

一种新型水泥回转窑用镁铝铁复合尖晶石砖的生产

以高铁镁砂及烧结镁铝尖晶石砂MAS-50为原料,通过破碎、筛分、配料、混砂等工艺由液压机在2000 t的压力下压制成砖坯,然后在1430℃的温度下进入隧道窑烧成,得到镁铝铁复合尖晶石砖。实际使用结果表明:完全可以代替镁铬砖应用于水泥回转窑烧成带,实现水泥回转窑烧成带的无铬化。

水泥回转窑烧成带用耐火砖无铬化研究进展

为实现水泥回转窑烧成带用耐火砖无铬化,对镁铝尖晶石砖、白云石砖、镁钙锆砖、镁铁铝尖晶石砖等无铬砖的研究进行了总结分析。