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碱性镁铬砖镁砖价格的技术发展与应用实践

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碱性镁铬砖镁砖价格的技术发展与应用实践

发布日期:2018-01-30 作者: 点击:

碱性镁铬砖镁砖价格的技术发展与应用实践

水泥回转窑所用的碱性砖有4种,即镁铬砖、镁铝尖晶石砖、白云石砖、镁锆砖,发展过程如下:

    1、镁铬砖

    早期的普通镁铬砖为硅酸盐结合镁铬砖,性能较差,适应不了新型干法窑熟料液相和碱、硫、氯等有害成分的化学侵蚀。普通镁铬砖的结合相主要是M2S等矿物,受熟料熔体中C2S、C3A、C4AF渗入后,易形成低熔点的CMS、C3MS2等而被侵蚀损坏,又由于普通镁铬砖的机械性能较差,这就使普通镁铬砖的使用受到了限制。从二十世纪60年代起,出现了性能优良的直接结合镁铬砖,直接结合镁铬砖强度高(≥60Mpa)、荷重软化温度高、热震稳定性好、抗熟料侵蚀性能强,以及有较好的结窑皮性能,因而被大量地用在新型干法窑烧成带和热工制度稳定的上过渡带。

    直接结合镁铬砖是指方镁石之间、方镁石与尖晶石之间发生固相反应,晶粒与晶粒之间直接结合。因此生产直接结合镁铬砖必须原料结晶好、纯度高、杂质含量低,成型压力大(1000T),烧成温度高(1750~1800℃),才能生产出性能优良的直接结合镁铬砖。直接结合镁铬砖的成分为:MgO 70%、Cr2O3 8~9%、SiO2 1.5~3%。我国大型水泥回转窑上直接结合镁铬砖仍主要依靠进口,国内镁铬砖和进口砖的差别是:质量稳定性差、砖型公差大。

    由于镁铬砖在水泥窑内使用中砖内原来无毒的Cr2O3组分在窑气、窑料中的碱和硫的作用下,形成R2CrO4和R2(Cr、S)O4等有毒的Cr6+,Cr6+对人体的皮肤、呼吸神经、肺等造成严重的危害,并进而致癌。Cr6+公害成了不容忽视的问题。重视消除铬公害的欧美工业发达国家在水源保护、环境保护和卫生等方面制定了一系列的配套规范,对水泥窑排除的烟气和镁铬砖残砖、车间空气以及水泥厂排水等,其中Cr6+含量以及残砖的处理控制办法都作了严格限制。我国规定饮用水中Cr6+的含量≤0.05mg/l,对水泥工业进入水体排水,我国规定Cr6+≤0.5mg/l。由于环境保护的要求,其使用将会受到一定的限制。

镁铬砖

    2、尖晶石砖

    尖晶石砖产品出现较早,早期的常规尖晶石砖为烧结合成尖晶石砖,主要化学成分为MgO、Al2O3,有害杂质主要是SiO2,其含量为:MgO 77~86%、Al2O3 13~18%、SiO2≤1%、CaO<1%。高温强度及荷重软化温度高,具有较好的抗还原性能,较好的热震稳定性和机械应力抵抗能力。但早期的常规尖晶石砖对热应力敏感性强,抗盐侵蚀能力不足,挂窑皮性能差等,一直未在水泥窑上大量使用,一般只用于下过渡带。随着原、燃料使用范围的日益扩大,在烧成带两端边缘区,常规尖晶石砖的使用成为窑系统的最薄弱环节。由于常规尖晶石砖〔镁铝尖晶石〕中的尖晶石MgO•Al2O3在高温下被熟料中C3A所侵蚀,形成富铝的C12A7〔熔点仅为1360℃〕,在含硫情况下形成C4A3S,它们作为该部位形成窑皮的特征矿物,特别富含碱盐的条件下,窑皮极易被烧流,造成窑皮的缺损,就为熟料熔体和盐内渗入砖内敞开通道,也使该处发生过热的可能性增加,使该处成为预分解窑使用高含碱、硫原燃料(代用燃料)后窑衬寿命最短的部位。

    为了适应原、燃材料使用范围扩大的要求,在保证热震稳定性优良的前提下,不断降低尖晶石砖中的尖晶石含量,即降低Al2O3含量至3~5%, 以提高抗盐侵蚀能力。采取预合成尖晶石(烧结尖晶石或电熔尖晶石)和特种氧化铝及镁砂烧结合成的方法,这样既有预反应形成的尖晶石颗粒,又有在砖基质部分烧结合成中形成的反应尖晶石,因此既降低尖晶石砖中的Al2O3的含量,增加了MgO的含量,使砖的耐火性能提高,同时改善了砖对热应力的敏感性及抗盐侵蚀能力。

镁砖价格

    3、白云石砖

    白云石砖是二十世纪50年代出现的,由于白云石砖内含大量的f-CaO,易与熟料中的C2S反应,在砖面上形成以C3S为特征矿物的稳定窑皮,在烧成带使用较为合适。

    白云石砖与尖晶石砖、镁铬砖相比,白云石砖挂窑皮性能最佳,窑皮与砖面结合密实、粘附牢固,镁铬砖次之,尖晶石砖挂窑皮性能最差。在水泥窑内始终有稳定窑皮保护的部位,白云石砖的使用寿命和效果最优。

    但是由于f-CaO易吸附水,白云石砖在储存和停窑期间易吸潮水化,在运行不稳定,开停频繁的回转窑内,白云石砖会吸潮变质。在目前条件下,年运转率达不到80%的窑暂时不要使用白云石砖。由于白云石砖的吸潮变质,它的使用受到了一定的限制。

    在耐碱侵蚀方面,三种碱性砖中,白云石砖最佳,尖晶石砖次之,镁铬砖最差。

    常规白云石砖抗热震损坏的能力最差,在常规白云石砖中加入1~3%的氧化锆,可改变这一性质,增锆白云石砖的透气率较常规白云石砖低,添加锆后既改善了白云石砖热震稳定性差的缺点,又提高了砖的抗盐蚀能力。另外,为了适应煅烧工业废料的要求,已开发出了低气孔率的增锆镁白云石砖,此砖不仅保持易挂窑皮的性能,还具有较高的抗碱、硫、氯等有害物侵蚀的能力和优良的抗机械损坏能力。

    4、镁锆砖

    镁锆砖是二十世纪70年代出现的,90年代才在预分解窑上使用。由于工业废燃料的使用,增加了窑内有害物资的富集,若燃料中硫含量较高时,在上过渡带温度超过(1500℃)时,尖晶石砖易被熟料侵蚀,生成C12A7或C4A3S,导致耐火砖致密剥落损坏。

    由于氧化锆的熔点为2715℃,当温度超过1660℃才被熟料侵蚀。因此,镁锆砖具有较高的耐火度,而且ZrO2具有微裂纹增韧的作用,含锆砖都具有在热态和冷态条件下有较大抗折强度的特点。

    镁锆砖具有抗SO3、CO2、碱蒸汽、Cl—等有害物侵蚀,抗熟料液相侵蚀,抗氧化还原气氛,以及较高的抗压强度等优点。用在工况条件苛刻的窑内的趋势在扩大,其发展趋势是进一步提高性能和在保持优良性能的前提下,降低生产成本,便于推广应用。


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