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1、.专业整理.摘 要近年来，随着水泥窑技术的发展以及人们环保意识的增强，水泥窑烧成带用镁铬砖越来越多地被碱性无铬砖代替。但是，由于无铬砖的性能、价格等问题，实现水泥窑用碱性砖无铬化仍有很大困难。本文针对当前新型干法水泥窑高温带用耐火材料的要求，向MgO-MgOAl2O3系制品中引入含氧化锆和含氧化铁两类添加剂，通过对试验品性能，尤其是粘挂窑皮性能的研究，表明：1.在MgO-MgOAl2O3的制品中加入氧化钇稳定氧化锆，纳米材料和镁钙铁砂后均不挂窑皮；2.添加2.3%脱硅锆、7%（氧化锆氧化铁）和9%铁铝尖晶石的三个试样均能牢固粘附水泥，其荷重软化温度也能满足使用条件；3.虽然添加脱硅锆试样物理性
2、能不如添加铁铝尖晶石试样物理性能，但由于铁铝尖晶石合成工艺困难，且带入较多对气氛敏感的氧化铁，所以推荐采用脱硅锆作为添加剂，最佳加入量为2.3%。关键词：MgO-MgOAl2O3制品，氧化锆，氧化铁，添加剂，窑皮 .学习帮手.专业整理.Research on improving property of MgO-MgOAl2O3 bricks adhibited by the cement kiln coatingAbstractIn recent years, with the development of cement kiln technology and the consciousnes
3、s strength of environmental protection of people, the magnesite-chromite bricks used in burning strip are replaced by basic bricks without chrome in recreasing. But because the capability, and the issue of price, there are many troubles in becoming the basic bricks used in cement kiln without chrome
4、. In this paper, two kinds of additives which respectively include ZrO2 and Fe2O3 were added in bricks, acrossing to inspect the property of MgO-MgOAl2O3 brick ,especially on the property of adhibiting cement, it shows that:1.The MgO-MgOAl2O3 brick cant adhibit cement when add Y2O3-ZrO2, nano matrei
5、al, or MgO-CaO-Fe2O3 separately;2.When add 2.3% desilicate zirconia or 7% ZrO2+Fe2O3 or 9% FeAl2O4 in MgO-MgOAl2O3 brick, it can adhibits cement fastnessly, their refractoriness under load can satisfy the using codition;3.The physical property of MgO-MgOAl2O3 bricks which include desilicate zirconia
6、 is worse than the bricks which include FeAl2O4. But the synthesis technics of FeAl2O4 is difficult, FeAl2O4 can also introduce Fe2O3 which sensitive to atmosphere. So if the MgO-MgOAl2O3 bricks physical property can improve, the additive of desilicate zirconia is best.Key words: MgO-MgOAl2O3 brick，
7、ZrO2，Fe2O3，additive，the cement kiln coating目 录摘 要IAbstractII前 言11文献综述11.1水泥窑11.1.1水泥窑的发展历史11.1.2回转窑的结构与水泥熟料生产过程21.1.3回转窑窑衬用耐火材料的配置31.1.4烧成带窑衬的损毁机理及对耐火材料的要求41.2烧成带用砖的无铬化61.2.1国内外碱性砖无铬化的进展61.2.2无铬碱性砖92含氧化锆原料种类对水泥窑用MgO-MgOAl2O3砖性能的影响142.1原料152.1.1实验用主要原料152.1.2结合剂152.1.3含氧化锆添加剂152.1.3.1氧化锆162.1.3.2纳米氧化
8、锆172.1.3.3脱硅锆182.1.3.4复合添加剂ZrO2Fe2O3182.2实验过程182.2.1试样制备182.3实验结果与分析192.3.1不同含ZrO2原料对试样的烧后线变化影响202.3.2不同含ZrO2原料对试样气孔率、体积密度的影响202.3.3不同含ZrO2原料对试样常温耐压强度的影响222.3.4不同含ZrO2原料对试样挂窑皮性能的影响242.3.4.1粘挂窑皮性能实验252.3.4.2结果与分析252.4本章小结273不同含氧化铁原料对水泥窑用MgO-MgOAl2O3砖性能的影响283.1实验用原料283.1.1铁铝尖晶石283.1.2氧化铁氧化锆293.1.3镁钙铁砂
9、293.2实验过程313.3实验结果与分析313.3.1不同含Fe2O3原料对试样烧后线变化的影响313.3.2不同含Fe2O3原料对试样显气孔率、体积密度的影响323.3.3不同含Fe2O3原料对试样常温耐压强度的影响323.3.4不同含Fe2O3原料对试样挂窑皮性能的影响343.4本章小结354添加剂数量对水泥窑用MgO-MgOAl2O3砖挂窑皮性能的影响364.1实验方案364.2实验过程与结果分析364.2.1脱硅锆加入量对试样各性能的影响374.2.2氧化锆氧化铁加入量对试样各性能的影响384.2.3铁铝尖晶石加入量对各试样性能的影响394.2.4粘挂窑皮实验414.2.5荷重软化温
10、度434.3本章小结455结 论46参考文献47.专业整理.前 言近年来，从环保和构建循环型社会的观点来看，水泥回转窑正发挥越来越重要的作用。另外，随着ISO 14000和各种法规的制定，要求水泥窑内衬用的耐火材料不污染环境。镁铬砖用作水泥窑内衬时，与水泥原料中所含的碱及作为主要原料的石灰等相反应，生成有害的六价铬化合物，因此，对用后砖需要进行特别的处理。另外，砌筑在水泥窑中的砖会随着运转而逐渐损耗并混入水泥中，虽然混入量很少，但它是导致水泥中铬含量增加的主要原因之一1。为了解决这些问题，要求水泥窑内衬向无铬化发展。目前水泥窑用砖约有40%实现无铬化，可以预计今后将进一步发展。另外，随着碱性砖
11、无铬化的发展，改善水泥窑内衬用耐火材料的挂窑皮粘着性和稳定性、耐熔蚀性以及降低砖的热导率和改善砖保存时的抗水化性等特性已成为开发不同材质新型无铬砖时需有针对性进行研究的重要问题。本文主要研究水泥窑用MgO-MgOAl2O3系耐火砖，向其中引入含氧化锆和氧化铁的两大系列添加剂，考察这两类添加剂对MgO-MgOAl2O3砖各项性能的影响，尤其是粘附水泥的性能，期望使其性能优于正在广泛使用的MgO-MgOAl2O3系耐火砖的性能，达到与镁铬砖相同的使用效果。 .学习帮手.专业整理.1文献综述1.1水泥窑1.1.1水泥窑的发展历史最早人类是用石灰石为原料在立式窑内烧制石灰，还用粘土为原料在立式窑内烧制
12、砖瓦。后来在此基础上进行创新，把含有适量石灰质和粘土质的组分配成原料，经过预加工，然后在立式窑内烧制熟料再磨制成水泥。立窑是一种填满料球的竖式固定床煅烧设备，内衬耐火材料。含煤的生料球从窑顶喂入，空气从窑下部用高压风机鼓入，窑内物料借自重从上而下移动，料球在窑内经预热、分解、烧成和冷却等一系列物理、化学变化形成熟料后从窑底部卸出。立式窑烧制熟料再磨制水泥迄今已有160多年的历史。立窑构造简单、占地面积小、单位投资小；但生产规模较小、而生产成本较高、效率低、环保差、煅烧温度不均，这些都对熟料质量有一定影响。19世纪末，Frederik Ransome将其它工业用的回转窑移植来烧制水泥熟料，分别于
13、1885年在英国和1886年在美国取得专利。100多年来，回转窑经历了漫长的演变和发展过程。二十世纪前三十年，简单湿法窑是生产熟料的主要设备，3050年代，湿法长窑又迅速发展。湿法生产电耗较低、生料易于均化、成分均匀，且粉尘少、输送方便；但由于这些窑的热耗过高，均摆脱不了被淘汰的命运。1928年发明的立波尔窑提高了窑的传热能力，使烧结能力与预热能力相适应，热利用效率大大提高。自1929年第一台立波尔窑在德国问世，经过不断改造，二十世纪五十至六十年代，立波尔窑的煅烧热耗可降到3347kJ/kg熟料以内，于是，立波尔窑得到迅速发展。但由于这种窑设备结构复杂，事故停运多，又要求生料成球性能好，窑料成
14、分和热工加热程度都不够均匀，熟料质量不能提高，从而限制了它的发展。1951年，第一台预热器窑（简称SP窑）在前联邦德国问世，它大大降低了熟料热耗，在60年代得到了大量发展。1971年，第一批两台预分解窑（简称PC窑）在日本投产，窑外分解技术的出现，使产量成倍提高，同时生料均化和原料均化技术的发展、烘干兼粉磨设备的不断改进，使熟料质量进一步提高。新型干法窑特别是PC窑，燃料的燃烧、发热过程与生料的吸热过程同时在悬浮态或流化态下极其迅速的进行，窑废气用于原料的烘干以及用窑尾废气进行发电，使余热得到充分利用，热耗降到2929kJ/kg，这类窑由于能广泛利用煤、天然气等能源和工业废料，故能顺利通过19
15、73年和1977年两次石油价格冲击的考验，在发达国家一枝独秀，成为各国竞相发展的窑型。回顾水泥窑的发展过程，实际上是以提高经济效益、降低能量消耗，提高产品质量为目的，正是这一动力推动着水泥熟料煅烧技术的不断更新和发展，水泥窑型和规格的演变是其具体体现和结果。我国传统水泥窑的发展，大体遵循相同的规律，但与世界发展情况相比，仍处于发展过程中。我国大中型水泥企业内主要窑型为湿法长窑、立波尔窑和新型干法窑；在小型水泥企业主要是用机械化立窑、普通立窑和各种小转窑。近年来，我国大型新型干法水泥窑发展迅速，现已建成700t/d以上熟料的干法窑两百多台，设计生产能力10000t/d熟料的干法窑业将在海螺集团投入使用2。1.1.2回转窑的结构与水泥熟料生产过程在回转窑内，原料以干燥粉体或泥浆的形式供给。图1.1示出了水泥回转窑的流程图。回转窑的铁皮是钢制圆筒形，相对于水平面有3%4%的倾斜度，每分钟旋转13圈，原料从上部装入，一边旋转一边下降，此时通过下端烧嘴吹来的燃料气体进行对流加热。预热煅烧式回转窑，其炉长为50100m，直径与长
