环境友好碱性耐火材料粘挂窑皮性能的研究

【摘要】： 本论文的主要工作是研究了新型干法水泥回转窑烧成带用碱性耐火材料的粘挂窑皮性能,并寻找出改善无铬碱性耐火材料粘挂窑皮性能的有效途径。 目前国内新型干法水泥回转窑高温带所使用的耐火材料主要还是直接结合镁铬砖,直接结合镁铬砖受到窑内碱性物质的侵蚀后生成含有Cr6+的化合物,Cr6+为剧毒性物质,排放后会造成严重的环境污染。所以发达国家都已经相继淘汰了直接结合镁铬砖的使用,为了在我国早日实现水泥工业耐火材料的无铬化目标,中国建材院开展了研制新型无铬砖的工作,即环境友好碱性耐火材料。 为了研制性能较好的新型无铬砖,首先对现在水泥窑中使用的镁铝尖晶石砖和直接结合镁铬砖进行了研究。镁铝尖晶石砖具有优良的抗热震性能,但是粘挂窑皮能力不强。粘结在镁铝尖晶石砖表面的窑皮层中的β-C2S在一定条件下将转化为γ-C2S,转化过程中伴随有13.6%的体积增加,导致窑皮层的粉化,这是镁铝尖晶石砖粘挂窑皮性能不好的原因。直接结合镁铬砖既具有良好的抗热震性,又具有优良的粘挂窑皮性能。直接结合镁铬砖内部的Cr具有稳定窑皮层内β-C2S的能力,可以成功的阻止β-C2S向γ-C2S的转变。没有了窑皮层中β-C2S向γ-C2S的转变,窑皮层就能够长期稳固的粘挂在耐火砖表面。所以直接结合镁铬砖具有良好的粘挂窑皮性能。 为了研制粘挂窑皮性能优良的新型无铬砖,试用了多种氧化物,最终确定La2O3具有稳定β-C2S的能力,可以使新型无铬砖具有和直接结合镁铬砖相当的粘挂窑皮能力。实验中使用夹层法,根据水泥熟料在耐火砖薄片上的粘结面积判断耐火砖的粘挂窑皮能力。同时使用改进后的夹层法定量的测量耐火砖薄片与水泥熟料之间的粘挂能力,实验证明新型无铬砖具有和直接结合镁铬砖相当的粘挂窑皮能力。 研制的新型无铬砖成功的进行了工业化试生产,在山东宝山生态集团的新型干法水泥回转窑中的使用也取得了非常好的效果。实践证明新型无铬砖的确具有非常优秀的粘挂窑皮能力。