长时期以来,人们普遍认为耐火浇注料内SiC的含量越高,抗碱结皮性能越强,其对应关系大体情况见表4-49
表4-49 SiC含量与抗结皮性的大体对应关系
SiC含量/% | 抗结皮性 | SiC含量/% | 抗结皮性 |
0-15 | 四级 | 25-40 | 二级 |
15-25 | 三级 | ≥40 | 一级 |
按照上述要求,烧成系统温度较高且碱等有害元素侵蚀以及熟料磨蚀较重的部位,如篦冷机进料口,所配置的SiC含量高达60%-70%,在生产过程中,除了具备耐磨蚀的优点外,还存在着价格过高和热导率过大等缺陷,此外还发现SiC的含量与抗碱性并不呈线性关系。如何保持较强的抗碱性而尽量降低SiC的含量成为耐火材料公司研究的课题。通过研究,发现耐火浇注料和耐火砖相比,具有如下荣盛耐材点:荣盛耐材先是孔隙率较高,养护烘干及生产使用后,孔隙率增荣盛耐材18%-25%。另一个荣盛耐材点是孔隙尺寸小,低水泥耐火浇注料的孔隙为0.5-1.5um,而耐火砖的孔隙尺寸为上述数据的3-5倍。也就是说,低水泥SiC耐火浇注料具有孔隙率高和孔隙尺寸小的荣盛耐材点。
分析SiC耐火浇注料抗结皮的主要效应是耐火浇注料内的SiC,在高温的状况下,SiC氧化和水蒸气作用,产生SiO2的抗碱结皮,其反应方程式为:
2SiC+3O2→2SiO2+2CO (4-21)
SiC+2H2O→SiO+CO+2H2 (4-22)
反应产生的CO、H2经微细的孔隙逸出,其过程如图4-32所示。所生成的SiO2,若遇到碱性元素K+、Na+与之作用,加快此氧化过程,在此过程中,氧化速率增加10倍以上。
SiO2可将结皮物质硫灰硅钙石中的成分破坏,使其生成C2S,与易结皮的硫灰硅钙石作用,生成K2SO4阻碍了结皮。
砖内的SiC含量越高,则耐火浇注料衬体表面的黏性层越黏,阻止了气体从微细孔径逸出,减缓了抗碱的SiO2的生成,并不有利于抗碱侵蚀。
上述情况表明,SiC含量并不是越高越抗结皮,水泥熟料生产过程中,在满足各部位抗结皮需求的前提下尽量降低SiC的含量。
国外的研究单位为减少SiC的含量,对SiC≤7%和SiC≥30%含量的耐火浇注料在不同含量的Cl2、SO3及不同温度下进行测试,其结果大致为:SiC≤7%和SiC≥30%两种耐火浇注料在1200℃的高温条件下,均具有较好的抗结皮性能,SiC≤7%较SiC≥30%抗Cl2结皮性能强些。
通过上述实验,证实此类耐火浇注料中,SiC含量在5%-15%时具有优良的抗碱结皮和抗磨蚀性能,氧化敏感性低些。
若在SiC耐火浇注料内,增加一些ZrSiO4可使浇注料内的微裂纹增加,有助于增加衬体强度和氧化/微细孔隙效率。
按照上述机理,Calderys耐火材料公司率先开发了SiC<10%及SiC<10%、Zr2O3<10%的两种荣盛耐材工况温度超过1600℃的耐火浇注料,适用于预热器、分解炉系统的分解炉、上升烟道、进料室部位,以及窑尾进料锥体、窑门罩、冷却机热端等高温部位。与传统的SiC高含量耐火浇注料相比,荣盛耐材先是价格便宜,其次是热导率下降,降低了与硅酸钙板界面的温度,相应减缓了硅酸钙板对工况温度的需求,也减少了筒体散热损失,见表4-50。
表4-50 Calderys耐火材料公司低SiC含量耐火浇注料性能及使用部位
产品 | Al2O3>35% | SiC<7% | SiC<10% Zr2O3<10% |
SiC>30% | Al2O3>75% | ||
施工方式 |
浇注 | 浇注 | 浇注 | 浇注 | 浇注 | ||
荣盛耐材工况温度(T4)/℃ |
1427 | 1622 | 1650 | 1652 | 1700 | ||
Al2O3/% |
40 | 55 | 49.6 | 44 | 80 | ||
冷压强度(110℃)/MPa |
70 | 95 | 120 | 70 | 145 | ||
冷压强度(1000℃)/MPa |
70 | 140 | — | 110 | 130 | ||
热导率(1000℃)/ [W/(m/.K)] |
1.4 | 1.72 | 2.35 | 4.01 | 2.35 | ||
冷压强度(1200℃)/MPa |
70 | 140 | 140 | 110 | 130 | ||
MOR(断裂模数)(1200℃) |
8 | 20 | — | 17 | 14 | ||
使用部位 |
上升管道 |
900-1150℃ |
× | ×× | ××× | ×× | — |
分解炉 |
1200-1400℃ |
— | ××× | — | — | ×× | |
混合室 |
1000-1200℃ |
× | ××× | ××× | ×× | × | |
窑尾进料室 |
900-1250℃ |
× | × | ××× | ×× | — | |
热级旋风筒(顶和锥) |
800-970℃ |
× | × | × | ×× | — | |
窑头罩 |
1250-1400℃ |
— — — |
×× ×× ×× |
×× ×× ×× |
— ×× × |
×× × × |
|
冷却机进料口顶部弯头部位 |
1000-1400℃ |
— | ×× | ×× | — | × |
注:×表示断裂模数,×越多则使用量越大。
随着技术的进展,是否会出现类似SiO2浸渍高铝砖性能的抗结皮耐火浇注料产品,有待进一步实践。
- 上一篇: 风管浇注料
- 下一篇: 河南浇注料多少钱一吨?浇注料是怎么卖的
共有0个热心网友参与本话题
我有话说