原材料对水泥窑工作层用硅莫砖性能的影响(上)
发布日期: 2019-11-26 09:14:35 阅读量(401) 作者:张红现代水泥生产过程中,水泥回转窑仍然是主要的高耗能设备,特别是没有窑皮保护的前后过渡带,因直接与水泥物料接触,原用的耐火材料热导率偏大,使回转窑筒体外表温度升高,增加了散热损失及吨熟料燃料消耗。多层(即工作层、保温层和隔热层)复合设计方法可降低散热,而高性能的工作层直接关系到水泥窑的寿命。其工作层耐火材料由于受到水泥物料侵蚀、机械冲击等,极易造成损坏,因此,要求其具有强度高,热导率低,荷重软化温度高,高温耐磨性好,抗侵蚀性和抗热震性好等特性,才可达到稳定长久的使用效果。多层复合砖的工作层仍选用水泥窑过渡带工作衬常用的硅莫砖。
传统硅莫砖普遍使用w(Al2O3)为80%~88%的天然铝矾土熟料为主要原料,并添加部分碳化硅及红柱石细粉制备而成。由于天然铝矾土熟料为非均质料,原料本身产地不同性能存在较大差异,料块之间更加明显,导致成品砖理化指标参差不齐;加之w(Al2O3)=85%~88%的天然铝矾土熟料主晶相为刚玉相,而刚玉的晶形为桶状、短柱状或板状,其1000℃热导率高(35W·m-1·K-1),20~1000℃的热膨胀系数大((7~10)×10-6℃-1),这也影响产品的高温使用性能。矾土基合成莫来石的理化指标也较稳定,其主晶相为莫来石相,莫来石的晶形为针状或长柱状,且相互交错成网络状,其1000℃热导率低(3.83W·m-1·K-1),20~1000℃热膨胀系数小(5.3×10-6℃-1)。因此,采用矾土基烧结莫来石为主原料,有望解决因采用天然铝矾土熟料为原料而导致的热导率高和高温性能不稳定的缺点。
1试验
1.1原料
试验原料有粒度为5~3、3~1和<1mm的M60和M70矾土基莫来石,粒度均<0.074mm的M60和M70莫来石、80均化料、85均化料、碳化硅粉和红柱石粉,粒度<0.044mm的广西白泥。主要原料的理化指标见表1。
表1主要原料的理化指标
1.2制样过程
按表2所示配料组成配成8组试样。将干料混合均匀后,加入经水调和的木质磺酸钙做结合剂,在搅拌机中搅拌15min后,将混合均匀的泥料采用万能压力机以30MPa压力压制成50mm×50mm的圆柱试样,同时采用630t摩擦压力机制成65mm×114mm×230mm的标砖。坯体试样经风干后,在干燥箱中于(110±5)℃保温24h烘干,然后在电炉中于1490℃煅烧3h。自然冷却备用。
1.3性能检测
根据GB/T5988—2004、GB/T2997—2000、GB/T5072.2—2004、YB/T370—1995分别测试50mm×50mm圆柱试样烧后的线变化率、体积密度和显气孔率、耐压强度、荷重软化温度(T0.6),按YB/T376.1—1995测65mm×114mm×230mm标砖的抗热震性(1100℃,水急冷法);用PhilipsAPD-10型X射线衍射仪和Cambrige-S250扫描电镜分析试样的相组成和显微结构。
表2试样的配料级组成
(未完待续)
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