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水泥窯用硅莫磚

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產(chǎn)品詳情

硅莫磚,耐火磚的一種,有“耐磨磚”的諧音,20世紀90年代初試制成功,曾叫HMS高耐磨磚,耐磨系數(shù)高于磷酸鹽結(jié)合高鋁磚五倍以上。就其物相成分來講應(yīng)該為碳化硅—莫來石制品,簡稱硅莫磚。這個稱謂大多在建材行業(yè)流行,其他行業(yè)一般稱為高鋁碳化硅磚、三氧化二鋁—碳化硅磚。

碳化硅與高鋁礬土熟料生產(chǎn)碳化硅莫來石符合耐火磚制品的工藝技術(shù)發(fā)展,由于碳化硅氧化產(chǎn)生二氧化硅,與三氧化二鋁反應(yīng)形成莫來石(3Al2O3˙2SiO2),能提高制品致密度和強度,在制品表面形成保護膜,可防止碳化硅進一步氧化,使碳化硅在高鋁碳化硅耐火磚中保持一定含量,提高制品的熱震穩(wěn)定性、耐磨性、抗侵蝕性。高強致密硅莫磚在水泥回轉(zhuǎn)窯筒體上除燒成帶以外的各個段帶的使用壽命比高鋁磚提高3~4倍。

近年來,硅莫耐火磚在水泥回轉(zhuǎn)窯的應(yīng)用得到快速發(fā)展,特別是新型干法窯的出現(xiàn)和大型化,窯的轉(zhuǎn)速、窯內(nèi)熱應(yīng)力強度大幅度提高,對耐火材料的材質(zhì)、理化性能提出了新的更高要求。因此水泥回轉(zhuǎn)窯除燒成帶在其所掛窯皮的保護下尚在使用鎂鉻磚外,次燒成帶、過渡帶、冷卻帶在改用硅莫磚后,效果明顯好于鎂鉻磚。

目前浙江、江蘇、山東、山西等省有數(shù)十家耐火材料企業(yè)生產(chǎn)這種產(chǎn)品。由于這種產(chǎn)品原料來源方便,工藝要求不嚴,各企業(yè)實際產(chǎn)能很大,只要能生產(chǎn)粘土磚或高鋁耐火磚就能生產(chǎn)硅莫磚。產(chǎn)品供大于求,市場競爭激烈。

其次,硅莫磚具有耐高溫、抗侵蝕、抗磨損特性,不過由于各企業(yè)的技術(shù)水平差異,產(chǎn)品質(zhì)量也不同。如何生產(chǎn)質(zhì)量高的硅莫磚,提高水泥窯用耐火材料的使用壽命,在此作些探討,供硅莫磚的生產(chǎn)和使用參考。

隨著硅莫耐火磚工藝技術(shù)的進步,其制品的質(zhì)量得到顯著提高,技術(shù)性能也有大幅度提高。為了適應(yīng)水泥回轉(zhuǎn)窯不同部位的使用條件,硅莫耐火磚也由過去的單一發(fā)展為多個。

(1)制品結(jié)構(gòu)致密,耐磨性好。

硅莫耐火磚主晶相由硬度高的礦物剛玉(莫氏硬度9.0~9.2)、碳化硅(莫氏硬度9.0~9.5)、莫來石(莫氏硬度7.0~7.5)組成。制品結(jié)構(gòu)致密度高,體積密度普遍在2.7~3.0 g/cm3。找耐火材料網(wǎng)根據(jù)資料參考,耐火材料的常溫耐磨性能取決于其強度和結(jié)構(gòu)的致密性,強度和致密度高的材料,耐磨性能較好。水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)襯長期受物料的滾動磨擦,磨損是耐火材料內(nèi)襯損毀的主要原因之一。硅莫耐火磚的致密度、強度及耐磨性顯著于抗剝落高鋁磚及鎂鋁尖晶石磚。硅莫耐火磚在水泥回轉(zhuǎn)窯次燒成帶、過濾帶等部位使用效果好,可以說耐磨性好起了很重要的作用。

(2)荷重軟化溫度高,高溫性能好。

硅莫磚的荷重軟化溫度都在1 450 ℃以上,高1 650 ℃以上。不同的制品荷重軟化溫度有一定差異。水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)襯的不同部位耐火磚面溫度不同,次燒成帶、前過渡帶溫度達1400 ℃左右,高于燒成帶耐火磚面溫度(因燒成帶有窯皮保護,耐火磚面溫度為900~1 000 ℃)。就這些磚的荷重軟化溫度指標也都超過經(jīng)常使用的抗剝落高鋁磚和磷酸鹽高鋁耐火磚(荷重軟化溫度為1 300~1 520 ℃)。

與燒成帶相比,過渡帶由于沒有窯皮保護,容易受到還原氣氛和熱負荷等的影響,其使用壽命一直是水泥回轉(zhuǎn)窯的瓶頸問題,因此一些水泥廠在過渡帶采用鎂鋁尖晶石制品。根據(jù)某廠5 000 t/d大型水泥回轉(zhuǎn)窯過渡帶用鎂鋁尖晶石磚研究得出:前過渡帶用鎂鋁尖晶石耐火磚基本無侵蝕,可是由于堿沉積在開口氣孔中,使結(jié)構(gòu)致密化,造成同一塊耐火磚形成不同段帶,而使耐火磚熱面剝落和產(chǎn)生裂隙,造成內(nèi)襯損毀。而硅莫耐火磚由于本身結(jié)構(gòu)致密,特別耐火磚面形成連續(xù)的SiO2致密層,阻止熔融物質(zhì)滲透,加之Al2O3、SiC、SiO2化學性質(zhì)穩(wěn)定,不與窯內(nèi)產(chǎn)生的SO2、O2、CO2等氣體發(fā)生劇烈反應(yīng),不與水泥物料產(chǎn)生化學反應(yīng),因此抗侵蝕能力較強。其次是硅莫磚的熱震穩(wěn)定性好。由于硅莫磚中含有一定量的SiC,眾所周知,SiC熱導率高,熱膨脹系數(shù)比較小,使制品的熱震穩(wěn)定性顯著提高,1100 ℃水冷試驗都在10次以上,高達46次,因此水泥回轉(zhuǎn)窯用硅莫磚不剝落、不斷裂,能顯著提高使用壽命。

(3)降低窯體溫度,隔熱性能好。

硅莫磚的熱導率〔2.3~2.5 W/(m˙K)〕較堿性制品〔2.69~2.74 W/(m˙K)〕低,因此硅莫磚的隔熱效果比較好。在大型回轉(zhuǎn)窯的次燒成帶、過渡帶、預熱帶、窯尾、三次風管、分解爐等部位用硅莫磚,與堿性磚相比,筒體表面溫度降低100 ℃以上。

硅莫磚在水泥回轉(zhuǎn)窯的應(yīng)用

我國生產(chǎn)的硅莫磚,在自行設(shè)計的2000~10000 t/d大型水泥回轉(zhuǎn)窯上得到了廣泛應(yīng)用。據(jù)了解,有的窯筒體除了長約20 m的燒成帶用直接結(jié)合鎂絡(luò)磚、前后窯口各0.8 m左右用澆注料外,全部采用硅莫磚。燒成帶的后部,所謂的次燒成帶,一般與燒成帶一樣,用直接結(jié)合鎂絡(luò)磚,但窯皮很難穩(wěn)定。由于鎂絡(luò)磚熱震穩(wěn)定性差,抗磨強度低,磚與窯皮結(jié)合部分易隨窯皮剝落,影響該段的使用壽命,而硅莫磚由于熱震穩(wěn)定性好,使用過程不斷裂,不剝落,抗侵蝕,使用壽命明顯延長。例如:某水泥公司2500 t/d水泥回轉(zhuǎn)窯21.55 m~24.955 m原用直接結(jié)合鎂鉻磚,使用壽命310天,改用硅莫磚(AZM1650),使用壽命達410天;某礦業(yè)集團2500 t/d水泥回轉(zhuǎn)窯次燒帶原用鎂鋁尖晶石磚,過渡帶原用抗剝落高鋁磚,在一年內(nèi)搶修換磚多達3次,短的在三個月就出現(xiàn)紅窯。而重新配置窯襯,次燒成帶改用硅莫磚1680,過渡帶為硅莫磚1650,窯的使用壽命長達15個月。某水泥公司的2 500t/d窯的過渡帶等部位使用硅莫磚已經(jīng)7個多月,沒有發(fā)現(xiàn)任何問題,仍在使用中。

硅莫磚在水泥回轉(zhuǎn)窯的應(yīng)用

水泥回轉(zhuǎn)窯過渡帶的磚面溫度在1 400 ℃左右,預熱帶、冷卻帶等部位的溫度比過渡帶要低,就是燒成帶受窯皮保護,磚面的溫度也不高,硅莫磚的荷重軟化開始溫度在1 500 ℃以上,特別是制品結(jié)構(gòu)致密,由硬度高的礦物、剛玉、碳化硅、莫來石組成,耐磨性特別好,是過渡帶的理想磚種。耐壓強度和荷度軟化溫度明顯高于抗剝落高鋁磚,其熱震穩(wěn)定性、抗腐蝕性、耐磨性好、熱導率不高,正是后過渡帶工藝特性所要求的,使用壽命是抗剝落磚的1.5~2倍。耐磨性好更適合冷卻帶,使用壽命可達兩年以上,是高鋁磚壽命的3~5倍。現(xiàn)在已經(jīng)按回轉(zhuǎn)窯不同段帶的使用條件,應(yīng)用不同牌號性能不同的硅莫磚。

此外,高鋁碳化硅磚在鋼鐵、有色金屬、化工等部門也廣泛應(yīng)用。

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