电熔铁铝尖晶石的特点及应用
镁质铁铝尖晶石不仅具有尖晶石材料的优良特性(如耐高温、耐腐蚀、抗冲击、硬度高和耐磨损等),还具有很好的柔韧性,在水泥回转窑上应用既能挂窑皮,又能适应窑壳的变形,因而铁铝尖晶石主要被用于制备水泥回转窑用氧化镁-铁铝尖晶石砖。
对比分析了氧化镁-铁铝尖晶石砖在水泥回转窑上的使用效果,应用结果表明:与传统镁铝尖晶石砖相比,氧化镁-铁铝尖晶石砖的热膨胀率和热导率更低,结构柔钿性和抗碱盐侵蚀能力更优异,特别是应用于大型回转窑(最高日产6800t)时,使用寿命达17~18个月。用后镁铁铝尖晶石砖的蚀损率很低,非常适合挥发分高、热机械应力突出的回转窑运转工况。氧化镁-铁铝尖晶石砖已在国内外200多条新型干法水泥窑上使用,涵盖了日产8000t以下的各种规格的水泥回转窑。其中,在某日产5800t新型干法水泥回转窑的烧成带上的使用寿命达14个月以上,窑筒体温度稳定在250℃左右,使用效果明显优于原用镁铬砖。
根据多家水泥生产企业的应用效果,使用预合成法制备的氧化镁-铁铝尖晶石砖具有以下特点:回转窑炼氧化镁的热渣的特性
①可迅速形成窑皮,挂窑皮性能好,停窑时窑皮不剥落;
②抗侵蚀性好,没有碱裂、疏松现象;回转窑炼氧化镁的热渣的特性
③热导率小,回转窑简体温度低。
氧化镁-镁铁铝尖晶石砖与水泥窑烧成带常用的几种砖性能对比见表1。
总体来看,以预合成铁铝尖晶石为原料生产的氧化镁-铁铝尖晶石砖是目前性价比最高的水泥回转窑烧成带用环保型耐火材料。
铁铝尖晶石因其性能适应水泥回转窑工作环境的特殊性,是一种很有前途的水泥回转窑衬砖用耐火原料。合成铁铝尖晶石时,通过控制碳量来营造还原气氛时适合采用电熔法,通入惰性气体控制氧分压时适合于烧结法,真空条件下合成尚处于实验室研究阶段。烧结和电熔两种合成方法,通过选择合适的气氛条件均能制备出纯度很高的铁铝尖晶石,但都存在一些缺点。铁铝尖晶石制备工艺的关键在于气氛的选择与氧化分压的控制,简化气氛控制条件,优化合成工艺,节本降耗仍是将来研究的重点。