水泥窑烧成带用镁铁铝尖晶石砖的研制

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1、水泥窑烧成带用镁铁铝尖晶石砖的研制□刘会林“2）沈建萍2>刘雄章2）李宁”沈卫平"1）北京科技大学无机非金属材料系北京1000832）洛阳耐火材料集团技术中心3）酒泉钢铁釀团）公司编紺:周丽红摘要为了满足水泥窑烧成带用砖无铬化的要求，以粒度3.5〜1mm、<1mm、<0.088mm的高铁镁砂和粒度<2mm的铁铝尖晶石为原料，分别讨论了1500°C'1550°C'1600°C'1650°C的烧成温度和5%、7%、9%、11%的铁铝尖晶石加人量对镁铁铝头晶石砖性能的影响。结果表明：当烧成温度为1600W，试样已烧结；当铁铝尖晶石加入量为7%时，试样的耐压强度与粘结强度最高（用粘结强度表征材料的挂窑

2、皮性）。与直接结合镁铬砖相比，镁铁铝尖晶石砖在热震稳定性方面更优于直接结合镁铬砖，而在粘挂窑皮性能方面与其相近。关键词镁铁铝尖晶石砖，铁铝尖品石，水泥窑03从20世纪60年代幵始，直接结合镁错砖便以其优良的高温性能而广泛应用于水泥窑烧成带。但镁铬砖在使用时会产生有毒的cr，造成环境污染，因此，水泥窑用无铬砖的研究是耐火材料科研工作者的工作重点。众&周知，水泥窑窑内的物料为碱性，所以在材料的选择上，首选镁质耐火材料。但为解决纯镁砖热震稳定性差的问题，常选用改性剂作为第二组分，常用的有铬铁矿镁铝尖晶石、二氧化锆等m。即便如此，由于耐火材料的性能与价格不匹配，也未能完全解决水泥窑烧成带用砖无铬化的问

3、题。为此，本工作利用高铁镁砂和含铁铝尖晶石的材料硏制了抗热震性和挂窑皮性均优于镁铬砖的镁铁铝尖晶石砖。1试验1.1试验原料及试样制备试验所用原料有：菱镁石与铁鳞经高温合成的请铁镁砂；矾土和铁鳞经高温烧结合成的含铁铝尖晶t的原料（以下简称铁铝尖晶石），其物相组成Gv）为铁铝尖晶石80%〜90%，Fe2O35%5%。上述原料的化学组成见表1。表1原料的化学组成（〜•）Tabfc1Chcmicalcompositbnsofstartingmaterials%原料CaOSD>FeO+Fe2O3A12Oatd2高铁镁砂88.931.870.987.101.040.14铁铝尖晶石4.650.960.874

4、3.5946.68280以表2中H2为基础配方,将各种物料配好放入混练机中，干混后加人亚硫酸纸浆废液继续混练均匀，然后在一定压力下压制成<50mm>6（）mm的试样，干燥后分别在电炉中于1500°C'1550°C'1600°C4650°C保温3h烧成。保持H2组成不变，又在H2的基础上改变铁铝尖晶石加人量，分别压制成<50mm>60mm与40mm>40mm>60nim白勺141、H2、H3、H4四组试样，干燥后在电炉中于1600°C锅温3h烧成。表2试样的配料组成(:V)Table2Compositbnsofthespecimens%试样商铁镁砂铁铝尖晶石3.5〜1mm<1mm<0.088mm

5、<2mmHl3723355H23721357H33719359H4371735111.2性能测试根据国家有关标准检测烧后试样的体积密度显汽孔率和常温耐压强度。用SB1对烧后试样进行显微结构观察。采用粘结强度法比较H1〜H4试样的挂窒皮性能:在预先制备好的2块40mm>40mmx60mm的同一配方试样中问涂抹约20g挂窑皮剂0水泥熟料+外加剂），然后一起垂直放入电炉内于1500t焙烧3h，冷却后按国标测粘结后试样的抗折强度，称为粘结强度，并以此评价试样的挂窑皮性能。热震稳定性能的试验方法如下:将试样在电炉屮加热3文恰林:男，1973年，硕士研究生，工程师。收稿日期：2004-06-14修回曰期：

6、2004-09-18414NAHU0CALhO耐火材料2004/6显气孔率体积密度16>i2.881500155016001650烧成温度/C•ridov费铂拓遼86429Q*9992►2222—09822111%/^1fynel0.70.10.2ads/超眹淀绽60/555045{一暑一酎压强度«401

7、59铁铝尖晶石的加入量/%ads/s瑰田®II到1000"C，保温30min后取出，水冷1次fe，测其残余抗折强度，以试样的残余抗折强度保持率傲震后与热2结果与讨论21烧成溫度对试样烧结性能的影响烧成温度对镁铁铝尖晶石砖试样(H2)的烧结性能的影响如图1所示。由图1可知:随着烧成温度的升高

8、，H2试样的体积密度增加，显气孔率降低。在1500°C烧后，试样的性能较差，表明试样还未迖到宄分烧结。而在160CTC烧后，试样的体积密度和显，孔率变化都不大，说明在16()()"Cf付试样已迖到充另烧结。1600"C3h烧后H2试样的显微结构见图2。图1烧成温度对镁铁铝尖晶石砖试样(H2)性能的影响Fig1Effectoffirhgtemperatureonpmpertiesofthemag2n