水泥窯用耐火材料的發(fā)展分為兩類材料一類為定型耐火材料的發(fā)展一類為不定型耐火材料的發(fā)展。
一:定型耐火材料的發(fā)展
1.1無鉻堿性磚技術(shù)的發(fā)展
基于環(huán)境保護(hù)的考慮,為了創(chuàng)造無鉻綠色耐火材料,經(jīng)國內(nèi)多家廠家積極探索研究,使無鉻化水泥窯耐火材料的發(fā)展進(jìn)程得到了有效推進(jìn),并且已有部分產(chǎn)品在實際應(yīng)用中取得了良好的效果
1.1.1鎂鐵尖晶石磚(MgO—FeO·AL2O3)
鎂鐵鋁尖晶石磚不僅抗熱震性用掛窯皮性表現(xiàn)良好而且價格相抵低廉,熱膨脹與熱導(dǎo)率較低,不會造成殼體因過熱而發(fā)生變形進(jìn)而導(dǎo)致能量損失,因此在現(xiàn)代窯內(nèi)氣氛穩(wěn)定的水泥回轉(zhuǎn)窯燒成帶中得到了廣泛應(yīng)用。此外鎂鐵鋁尖晶石磚還應(yīng)結(jié)構(gòu)柔韌性表現(xiàn)優(yōu)異而使材料使用壽命得到了有效延長,其可與水泥熟料反應(yīng)生成CaO—AL2O3—Fe2O3系化合物,同時Fe2O3成分的擴(kuò)散又使反應(yīng)部位得到了進(jìn)一步擴(kuò)大,促使窯皮穩(wěn)定性表現(xiàn)更好。與此同時,磚的結(jié)合組織因Fe2O3的作用而趨于發(fā)達(dá),進(jìn)而使其掛窯皮附著性與抗剝落性得到顯著提升。但是不足之處在于,鎂鐵鋁尖晶石磚抗氧化還原性、抗侵蝕性與耐高溫性表現(xiàn)較差,這在一定成都上制約了它的應(yīng)用于發(fā)展。
1.1.2鎂鈣鋯磚(MgO—CaO—ZrO2)
所謂鎂鈣鋯磚,既是在原有配料中加入一定劑量的預(yù)合成鋯酸鈣所形成的的鎂鈣鋯磚制品,其不僅抗熱震性與掛窯皮性表現(xiàn)良好,而且高溫強(qiáng)度較大,能夠抵抗硅酸鹽水泥的侵蝕作用,很好的解決了鎂鈣磚易水化的缺點(diǎn)。在1500℃環(huán)境下,鋯酸一鈣(CaO·ZrO2)作為一種非活性化合物存在于界面之上,其并不會與尖晶石發(fā)生化學(xué)反應(yīng),而是對耐火材料遭受水泥熟料中各化學(xué)成分的滲透起到阻礙作用,從而使鎂鈣鋯磚的耐化學(xué)侵蝕性得到提升:在1200℃環(huán)境下,氧化鋯(ZrO2)與水泥熟料中的化合物極易發(fā)生反應(yīng)生成熔點(diǎn)較高的鋯酸一鈣(CaO·ZrO2)、鎂硅鈣石(Ca3MgSi2O8)與硅鈣石(CaO·ZrO2、CaSi2O5),故而使鎂鈣鋯磚抗侵蝕性與掛窯皮性表現(xiàn)優(yōu)良,同時還可有效抵抗窯內(nèi)氣氛變化,目前在新型干法水泥窯燒成帶中應(yīng)用效果良好,極具推廣前景。
1.2硅莫磚技術(shù)的發(fā)展
作為一種燒成磚,硅莫磚主要礦物組成為碳化硅(SiC)與莫來石(3AL2O3,2SiO2),其是基于傳統(tǒng)高鋁磚技術(shù)的應(yīng)用通過浸滲碳化硅技術(shù)改進(jìn)而成,故此相比于高鋁磚不僅強(qiáng)度較高,而且還具有碳化硅的耐磨耐腐蝕性能與莫來石的抗高溫性能。在磚制品中加入碳化硅可形成保護(hù)膜與其表面,以此使制品耐堿性能得到提升的同時對碳化硅的進(jìn)一步氧化實現(xiàn)有效阻止:在高溫環(huán)境下,碳化硅可與高鋁礬土熟料發(fā)生反應(yīng)生成莫來石,以此可使制品強(qiáng)度與密度得到提升,進(jìn)而在抗侵蝕性、耐磨性與抗熱震穩(wěn)定性方面對制品形成有效改善。在水泥回轉(zhuǎn)窯的過渡帶與分解帶方面,傳統(tǒng)配置的抗剝落高鋁磚及磷酸鹽結(jié)合高鋁磚被硅莫磚代替后取得良好的應(yīng)用效果。
基于硅莫磚使用性能的提升,科研人員在加入藍(lán)晶石、硅線石與紅柱石之后,通過其高溫膨脹性的利用,使制品高溫強(qiáng)度、抗蠕變性與抗熱震性得到了明顯提升。添加紅柱石與硅莫磚后所制成的硅莫紅磚抗熱震穩(wěn)定性與耐磨性表現(xiàn)更加優(yōu)越,且在水泥窯中取得了良好的應(yīng)用效果。