无碳铝镁尖晶石砖的研制与应用

根据相图分析,采用刚玉、α-Al2O3微粉、尖晶石、电熔镁砂等为主要原料,并针对不烧的无碳铝镁尖晶石砖采用溶胶和卤水复合结合剂,通过加入不同量的尖晶石细粉、电熔镁砂、化工氧化镁、α-Al2O3微粉、Cr2O3细粉和SiO2微粉,观察对无碳铝镁尖晶石砖性能的影响。

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。

大型干法水泥回转窑过渡带用镁铝尖晶石砖的损毁机理

对5000t.d-1的大型干法水泥回转窑过渡带用后镁铝尖晶石砖(LMLJ-80)分别进行了外观观察及物理性能、XRD、SEM和EDAX等分析,探讨了其损毁机理。研究结果表明:水泥熟料对镁铝尖晶石砖的侵蚀不是其损毁的主要原因,而碱盐的沉积和热震综合作用下的结构剥落和热剥落是过渡带用镁铝尖晶石砖损毁的主要形式。因此,提高镁铝尖晶石砖的韧性和抗剥落性是提高炉衬寿命的重要措施之一。

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。

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。

套筒石灰窑用镁铝尖晶石砖的研制和应用

以电熔尖晶石（4～1．5mm，〈0．088mm）、97电熔镁砂（5～2mm，〈2mm）、96电熔镁砂（〈0．088mm）、中档镁砂（5～2mm，〈2mm，〈0．088mm），高纯镁砂（5—2mm，〈2mm，〈0．088mm）和仅-A12O3（〈0．088mm）为原料，亚硫酸纸浆废液为结合剂，配料后混练，在630t压力机上成型。入隧道干燥器中，于110℃=下干燥16h后，在超高温隧道窑中分别于1740℃=和1760℃=保温6h烧成，制得镁铝尖晶石砖。结果表明：通过优化试验配方和烧成温度，研制出了具有较高耐压强度和抗热震性优异的高档镁铝尖晶石砖。该制品替代镁铬砖和镁砖用在套筒石灰窑的关键部位，取得了良好的使用效果。

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。

铝镁尖晶石碳钢包砖的研制及应用

在高铝质的基质中,添加适量MgO粉及碳素材料,研制出的铝镁尖晶石碳钢包胯砖,具有良好的使用性能,在二钢70t钢包上使用,取得了预期效果.

大型干法水泥窑用镁铝尖晶石砖的研制与使用

以电熔镁铝尖晶石和中档镁砂为原料，采用适当的工艺研制了镁铝尖晶石砖。制品性能优良，尤其是热震稳定性（１１００℃，水冷）高达３８次。制品在大型干法水泥回转窑冷却带使用，效果达到了西德雷法公司的同类产品水平。

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。

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%。

镁铝铬复合尖晶石砖挂渣性研究

研究了挥发窑用镁铝铬复合尖晶石砖的抗渣性,探讨了窑料的高温熔融性以及挂渣性。研究发现:1 400℃时镁铝铬复合尖晶石砖的抗渣侵蚀能力较差,而1 250℃时较好;适当调整浸出渣铝、硅、铁等的含量,可提高砖的挂渣性;高铁出窑渣可取代铁屑作为添加剂,实现资源再利用并降低成本。本研究为提升挥发窑挂渣保护提供参考。

镁铝尖晶石砖在水泥回转窑中的使用

处理铬镁砖很困难,加之要保护操作人员的健康,有必要开发新的砖种,镁铝尖晶石砖就可以替代。德国梅凯尔水泥厂的回转窑(3000t/d),已有多年使用这种砖的经验,故在本文中予以介绍。

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。

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。

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。