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耐火材料行業知識

水泥行業用耐火磚種類大全

水泥生產過程中,涉及到多種窯爐爐型,又要用到大量耐火材料制品,尤其是各種類型、尺寸的耐火磚制品。因此,熟知水泥工業用耐火磚的種類及理化指標,成為耐火材料生產(供應商)、制品采購(采購商)以水泥生產(工程師)所必備的一門知識。
一般用途的高鋁磚
GB/T 2988-2012《高鋁磚》對于一般用途的高鋁磚作出了明確的規定。
水泥窯用磷酸鹽結合高鋁磚
水泥窯用磷酸鹽結合高鋁磚是指以高鋁礬土熟料為骨料和細粉,磷酸或磷酸鋁為結合劑,經半干法壓制成型,在400℃~600℃溫度下進行熱處理,化合而成的供水泥窯用高鋁質耐火制品。對此,JC350-93《水泥窯用磷酸鹽結合高鋁磚》作了詳細的規定。
制品按結合劑分為兩個品種。高鋁質磚(簡稱磷酸鹽磚),結合劑為濃度42.5%~50.0%的磷酸鹽溶液,代號為P,鎖縫磚代號為PC。磷酸鹽高鋁質耐磨磚(簡稱耐磨磚),結合劑為工業磷酸,工業氫氧化鋁配制成的磷酸鋁溶液,摩爾比為Al2O3:P2O5=1:3.2,代號為PA。
磷酸鹽直接結合高鋁磚,其高溫狀態下強度較高,掛窯皮能力中等,導熱系數較高,熱震穩定性較好。在調試階段,開窯和停窯次數較多時,表現出較好的使用性能。
莫來石及其制品
莫來石是Al2O3—SiO2二元系統中唯一穩定的二元礦物相。其化學組成為3Al2O3•2SiO2(簡寫為A3S2),理論的鋁氧化物與硅氧化物的質量比為71.88:28.12。莫來石的熔點高,強度大,熱膨脹系數小,抗化學腐蝕能力強。用純莫來石制成的耐火磚用于回轉窯的過渡帶,表現出很高的荷重軟化溫度,較高的高溫強度,膨脹系數小,熱震穩定性好,抗化學腐蝕能力強等一系列良好的使用性能。由于其掛窯皮性能不佳,用于燒成帶效果不理想。工業用的莫來石均是人工合成的。按熱加工方法分為少結合成莫來石和電熔合成莫來石。
水泥窯用硅莫磚理化指標(JC/T 1064-2007)
剛玉質耐火制品
剛玉是指α晶體形態存在的Al2O3化合物。理論組成為100%純凈的Al2O3,晶體為三方晶系。以剛玉為主要原料制成的耐火制品,其Al2O3含量不低于90%。剛玉質耐火材料耐火度高,高溫強度好,耐磨性好,抗化學腐蝕能力強,但熱膨脹率較高,導熱系數也高。根據雜質含量分為白色剛玉(幾乎含100%的Al2O3)和棕色剛玉。白色剛玉幾乎很少用。
剛玉磚的允許尺寸偏差及外觀要求(mm)
抗剝落高鋁磚
抗剝落高鋁磚是以特級高鋁礬土熟料和含氧化鋯的合成料為原料,按一定配比經高壓成型制得的燒成制品。產品具有耐高溫沖擊性能好,熱態強度高,抗剝落能力強,抗堿及硫、氯侵蝕能力強等特點,大量用于大型干法水泥窯的過渡帶及分解帶。
水泥窯用抗剝落高鋁磚尺寸允許偏差及外觀要求
鎂鉻磚
是以鉻鐵礦石和燒結鎂砂為原料制取的耐火磚。他的礦物主相是方美石和尖晶石,根據鉻鐵礦在原料中的數量是否超過50%的比例,分別稱為鉻鎂磚和鎂鉻磚。水泥行業主要使用鎂鉻磚。
建材行業《針對水泥回轉窯單獨制定了JC/T497-2013《建材工業窯爐用直接結合鎂鉻磚》的標準,按理化性能分為兩個級別,按外觀品質分三個等級。
鎂鋁磚
鎂鋁磚是以死燒的鎂砂和高鋁礬土熟料為原料生產的以方鎂石為主要晶相,以鋁鎂尖晶石為結合相的鎂質耐火材料制品。鎂鋁磚的化學組成MgO含量一般大于80%,二Al2O3含量為5%~10%。與鎂磚相比,其熱膨脹系數較低,表現出良好的熱震穩定性,耐火度和荷重軟化溫度較鎂磚優越。
白云石耐火制品
以白云石為主要原料,以MgO和CaO為主要成分的耐火材料制品稱之為白云石耐火制品。由于鎂鉻磚在水泥回轉窯中易于硫元素發生反應,生成物在存放中會形成有毒的Cr6+,造成水源的污染。因此在工業化國家,尤其是歐洲國家對鎂鉻磚的生產和使用作出了非常嚴格的限制,并極力推薦采用白云石耐火磚作為水泥回轉窯燒成帶的耐火材料。
白云石磚很高的耐火度和良好的抗堿侵蝕能力、掛窯皮能力已被充分肯定。但白云石磚抗水化性能較差,包裝和儲存成本較高,砌筑到回轉窯上,稍不注意就會出現大幅度的性能下降,甚至有水化完全報損。目前在我國水泥回轉窯上還很少使用。
半穩定化燒成鎂白云石磚以燒結白云石或燒結鎂白云石為原料,也有采用合成白云石熟料的,采用石蠟、焦油瀝青或聚丙烯等機壓成型后燒成,再經焦油浸漬,以防止吸濕潮解水化。
黏土耐火制品
黏土質耐火制品是采用硬質黏土熟料為主要原料,配以軟質黏土或半軟質黏土為結合劑,以半干法或可塑法成型,再1300℃~1400℃溫度下燒成制品。其化學成分與高鋁土接近,Al2O3含量通常為30%~48%。由于兼顧了耐火、保溫、抗化學腐蝕等多種性能,且價格便宜,因而是產量最高,應用最廣的耐火制品。
2018年新執行的GB/T 34188-2017《黏土質耐火磚》中規定的水泥窯用致密黏土質耐火磚的物理性能指標如下表:
隔熱耐火制品
是指有較高的耐火度,但主要是有較好的隔熱能力的耐火制品。其通常顯氣孔率大、體積密度小,導熱系數低,強渡低,耐火度也不如前述的耐火材料。但它良好的隔熱特點決定了它在水泥窯爐上的廣泛應用。主要有黏土質隔熱耐火磚,高鋁質隔熱耐火磚和復合耐火磚。
GB/T3994-2013《粘土制隔熱耐火磚》所限定,其形狀及尺寸應符合通用耐火磚的規定。
高鋁質隔熱耐火磚的技術要求,由GB/T3995-2014《高鋁質隔熱耐火磚》所限定。其主要用于隔熱層和不受高溫熔融物料及腐蝕性氣體直接侵蝕的窯爐內襯。高鋁質隔熱耐火磚依據體積密度來確定牌號,共分7個品種。
回轉窯復合磚是采用高耐火度、高強度的耐火材料和隔熱保溫材料,作為表面工作層和內部保溫層的一種復合材料耐火磚。這種磚分別利用不同門類的耐火材料之長,避其所短,是一種兼顧耐火與保溫復合性能要求的耐火磚。其工作層具有適宜的抗剝落、抗堿性能,而保溫層導熱系數較低,有利于熱工設備的保溫。相對于采用兩種耐火磚來進行砌筑,其砌筑較方便、工效高。從理化性能講,適合應用在回轉窯的預熱帶和安全帶。
 


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