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榮盛耐材是一家的耐火磚生產(chǎn)廠家,生產(chǎn)的硅莫磚是一種高鋁碳化硅耐火制品。如果在硅莫磚中添加不同的特殊耐火原料,硅莫磚的某些性能可以繼續(xù)提高,改性后的硅莫磚可以分為不同的子類。例如,硅莫紅磚可以用一些紅柱石代替明礬。硅莫紅磚不僅具有良好的耐高溫性和耐腐蝕性,而且比硅莫磚具有更好的耐熱性和抗震性。
許多水泥廠的實踐證明,用于5000t/d新型干法水窯的硅莫紅磚或硅莫磚的上過渡帶可獲得12個月的使用壽命;用于2500t/d新型干法水泥窯的上過渡帶可獲得1~2年的使用壽命,相當于鎂鋁尖晶石磚的150%~200%。
制備和性能質(zhì)硅莫磚
近年來,我國水泥工業(yè)發(fā)展迅速,大暈固體廢物被用作原料。燃料,導(dǎo)致耐火材料的熱應(yīng)力。機械應(yīng)力和化學(xué)侵蝕顯著增加,縮短了回轉(zhuǎn)窯耐火材料襯里的使用周期,增加了耐火材料的消耗,大地影響了水泥制造商的經(jīng)濟效益。傳統(tǒng)的耐火材料配置通常是在窯口。前過渡帶。燃燒帶。后過渡帶。分解帶和預(yù)熱帶,分別配置尖晶石磚。鎂鉻磚。鎂鐵磚。耐剝落磚等耐火材料,但通常導(dǎo)熱系數(shù)較大,氣缸溫度升高,熱損失相對較大,不利于降低能耗,耐磨性差。一般來說,由于堿侵蝕,尖晶石磚在使用過程中形成侵蝕帶,導(dǎo)致熱裂紋和剝落,加速損壞。相比之下,硅莫磚結(jié)構(gòu)致密,具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨等特點。這些性能特點使硅莫磚不易斷裂和剝落。此外,由于導(dǎo)熱性低于鎂材料,氣缸加熱不會過高,廣泛應(yīng)用于水泥回轉(zhuǎn)窯前過渡帶。后過渡帶和分解帶,即預(yù)熱帶,不僅保證了回轉(zhuǎn)窯氣缸的正常運行,而且節(jié)省了燃料。如何生產(chǎn)質(zhì)量較高的硅莫磚,對延長水泥窯耐火材料的使用壽命具有重要意義。
榮盛耐火磚廠家生產(chǎn)的硅莫磚是以Al2O3以上的高鋁土礦和碳化硅為主要原料,采用耐火材料復(fù)合改性原理,添加光暈添加劑,使產(chǎn)品在一定溫度下在表面形成堅實的釉膜,大大提高了產(chǎn)品的耐腐蝕性、耐磨性、耐熱性和地震性能。目前關(guān)于如何進一步提高硅莫磚的高溫強度和耐熱地震穩(wěn)定性的研究報告較少。本工作主要討論在硅莫磚的原材料中添加光暈鋯英砂,以滿足回轉(zhuǎn)窯襯里材料的使用要求。
結(jié)論:
1.隨著鋯英砂添加光暈的增加,不同溫度處理后的樣品基本呈現(xiàn)體積密度和強度先增加后減小的變化趨勢。鋯英砂的理想添加量為10~15%。光暈鋯英砂在基質(zhì)中形成致密的莫來石組合,相互交織成網(wǎng)狀?;|(zhì)結(jié)構(gòu)致密,基質(zhì)與顆粒結(jié)合牢固,能使樣品獲得較高的強度。然而,過量添加光暈會形成過多的莫來石,導(dǎo)致體積膨脹和強度下降。
2.在硅莫磚中適當添加鋯英砂,產(chǎn)生的氧化鋯吸收主裂紋膨脹的能暈,消除熱應(yīng)力,提高斷裂韌性,提高產(chǎn)品的熱沖擊穩(wěn)定性和耐腐蝕性,進一步提高耐火磚的使用壽命。
AZM硅莫磚用于水泥窯過渡帶
過渡帶的工藝特點決定了窯皮變化頻繁,因此耐火磚的耐剝落性要求較高;此外,由于該區(qū)域的液相開始出現(xiàn),耐火磚承受的熱負荷相應(yīng)增加。如果沒有窯皮,這部分的磚也需要具有良好的化學(xué)侵蝕和耐磨性。
在比較了各種耐火磚的性能后,我們開始研究AZM硅莫磚。磚的化學(xué)成分主要是Al2O3和SiO2,氣孔率低,耐硫堿腐蝕性強,熱震穩(wěn)定性和機械強度指標良。
硅莫磚生產(chǎn)工藝原理
剛玉硬度高(莫氏硬度為9.0~9.2),耐磨性好,但結(jié)合強度不如莫來石碳化硅產(chǎn)品和莫來石碳化硅產(chǎn)品好。純剛玉碳化硅產(chǎn)品由SiC氧化產(chǎn)生的SiO2與基質(zhì)中的Al2O3反應(yīng)形成莫來石結(jié)合。根據(jù)研究,當剛玉碳化硅產(chǎn)品的SiC含量為10%和20%時,產(chǎn)品的質(zhì)量指標較好。SiC含量過高,不利于成型,磚坯性能下降,生產(chǎn)成本增加。通過SiC氧化形成的莫來石不適合提高產(chǎn)品的組合強度,因為在生產(chǎn)過程中,應(yīng)盡量保護SiC不被氧化,充分發(fā)揮SiC在產(chǎn)品中的作用,提高產(chǎn)品的耐磨性、耐熱性和振動性。因此,純剛玉碳化硅產(chǎn)品的組合有限,燃燒溫度高,產(chǎn)品成本與使用壽命不成正比。我國天然高鋁土礦得天獨厚。和一級高鋁土礦熟料由剛玉莫來石和少量玻璃組成。以高鋁土礦熟料和碳化硅為主要原料生產(chǎn)的高鋁碳化硅產(chǎn)品曾應(yīng)用于冶金和電力系統(tǒng)。硅莫磚也是由高鋁土礦熟料和碳化硅成分制成的產(chǎn)品,與冶金系統(tǒng)中的高鋁碳化硅磚沒有太大區(qū)別。硅莫磚由或一級高鋁熟料組成,基質(zhì)由SiC、Al2O3和SiO2材料組成。二次莫來石化效應(yīng)是SiC氧化產(chǎn)生的SiO2和Al2O3反應(yīng)。燃燒過程如下:
SiO+O2=SiO+CO(1)
2SiO+O2=2SiO2(2)
2CO+O2=2CO2(3)
反應(yīng)得到的SiO2-部分沉積在顆粒表面形成保護膜,防止SiC進一步氧化,另一部分填充和封閉孔隙,使結(jié)構(gòu)致密。如果SiC大量氧化,磚的氧化層會增厚,內(nèi)部結(jié)構(gòu)會松動。為防止SiC氧化,一般添加金屬Si粉、Al粉等抗氧化劑。Si粉氧化產(chǎn)生SiO2,即Si+O2=SiO2,2SiO2+3Al2O3=3A12O3.2SiO2(莫來石)。隨著Si添加量的增加,氧化層的厚度會減小。但當添加量超過2%時,產(chǎn)品的孔隙率會增加,抗壓強度也會下降。這是因為二次莫來石化效應(yīng)過大,隨著體積膨脹過大,結(jié)構(gòu)松動。添加金屬Al粉,在產(chǎn)品燃燒過程中,Al在1000℃氧化為Al2O3,SiC在1250℃氧化為SiO2,Al2和SiO2開始形成莫來石。單獨添加Si粉或Al粉,產(chǎn)品表面氧化層較厚,同時添加,產(chǎn)品表面氧化層較薄,一般小于1mm。由于Al.Si的共熔點較低(577℃),在較低的溫度下產(chǎn)生液相,有利于物質(zhì)的擴散,降低反應(yīng)生成溫度,增加生成量,可以提高產(chǎn)品的強度。土礦熟料中的TiO2.Fe2O3與過量的SiO2共熔產(chǎn)生液相,填充并封閉氣孔,防止空氣進入導(dǎo)致SiC氧化,使產(chǎn)品氧化層變薄(0.3mm)。
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