硅莫磚性能特點(diǎn)及應(yīng)用介紹

　　硅莫磚是一種高鋁碳化硅耐火磚，具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨等特點(diǎn)。這些性能特點(diǎn)使硅莫磚不易斷裂和剝落。此外，由于導(dǎo)熱性低于鎂質(zhì)材料，窯體加熱不會過高。廣泛應(yīng)用于水泥回轉(zhuǎn)窯前過渡帶、后過渡帶和分解帶，用于預(yù)熱帶。

 

 

　　硅莫磚產(chǎn)品性能：具有耐壓強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、熱震穩(wěn)定性好、使用過程中保護(hù)層不斷形成、耐磨性好、抗剝落性強(qiáng)等點(diǎn)。

　　隨著硅莫磚技術(shù)的進(jìn)步，其產(chǎn)品質(zhì)量顯著提高，技術(shù)性能顯著提高。為了適應(yīng)水泥回轉(zhuǎn)窯不同部位的使用條件，硅莫磚也從過去的單一發(fā)展到多個(gè)。

 

　　硅莫磚性能特點(diǎn)

　　(1)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)致密，耐磨性好。硅莫磚主晶相由高硬度礦物剛玉(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。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)致密度高，體積密度一般為2.7~3.0g/cm3。根據(jù)文獻(xiàn)[8]，耐火材料的室溫耐磨性取決于其強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)的致密性。水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)襯長期被材料滾動(dòng)摩擦，磨損是耐火材料內(nèi)襯損壞的主要原因之一。硅莫磚的致密性、強(qiáng)度和耐磨性明顯于耐剝落的高鋁磚和鎂鋁尖晶磚。硅莫磚在水泥回轉(zhuǎn)窯中燒成。過濾帶等部位使用效果好，耐磨性好起著非常重要的作用。

 

　　(2)荷載軟化溫度高，高溫性能好。硅莫磚荷載軟化溫度在1450℃以上，高在1650℃以上。不同的產(chǎn)品荷載軟化溫度有一定差異(見表1)。水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)襯不同部位的磚面溫度不同，二次燒成帶。前過渡帶溫度約為1400℃，高于燒成帶磚面溫度(由于燒成帶窯皮保護(hù)，磚面溫度為900~1000℃)。所以這次燒成帶。前過渡帶可選用HMS-1680，后過渡帶、冷卻帶等低溫部位可選用HMS-1650.HMS-1550。這些磚的荷載軟化溫度指標(biāo)也超過了常用的抗剝落高鋁磚和磷酸鹽高鋁磚(荷載軟化溫度為1300~1520℃)。與燒成帶相比，過渡帶由于沒有窯皮保護(hù)，容易受到還原氣氛和熱負(fù)荷的影響，其使用壽命一直是水泥回轉(zhuǎn)窯的瓶頸。因此，一些水泥廠采用鎂鋁尖晶石制品。

 

　　根據(jù)某廠5000t/d大型水泥回轉(zhuǎn)窯過渡帶鎂鋁尖晶石磚的研究，前過渡帶鎂鋁尖晶石磚基本無侵蝕，但由于堿沉積在開口氣孔中，結(jié)構(gòu)致密，同一塊磚形成不同段帶，導(dǎo)致磚熱表面剝落，產(chǎn)生裂縫，內(nèi)襯損壞。由于硅莫磚結(jié)構(gòu)致密，特別是磚表面形成連續(xù)的SiO2致密層，防止熔融物質(zhì)滲透。此外，Al2o3.SiC.SiO2具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，不與窯內(nèi)產(chǎn)生的SO2.2.CO2等氣體發(fā)生劇烈反應(yīng)，不與水泥材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此具有較強(qiáng)的耐腐蝕性。二是硅莫磚具有良好的熱震穩(wěn)定性。由于硅莫磚含有一定量的Sic，眾所周知，Sic導(dǎo)熱性高，熱膨脹系數(shù)小，顯著提高了產(chǎn)品的熱震穩(wěn)定性。1100℃水冷試驗(yàn)超過10次，高達(dá)46次。因此，水泥回轉(zhuǎn)窯中的硅莫磚具有良好的熱震穩(wěn)定性。

 

　　(3)降低窯體溫度，具有良好的隔熱性能。硅莫磚的熱導(dǎo)率2.3~2.5W/（m·K）低于堿性產(chǎn)品2.69~2.74W/（m·K），因此硅莫磚具有良好的隔熱效果。硅莫磚用于大型回轉(zhuǎn)窯的二次燒成帶。過渡帶。預(yù)熱帶。窯尾。三次風(fēng)管。硅莫磚用于分解爐等部位。與堿性磚相比，氣缸表面溫度降低100℃以上。

 

　　(4)抗剝落性和熱震穩(wěn)定性

　　水泥回轉(zhuǎn)窯工作溫度變化較大，經(jīng)常停止窯維護(hù)或處理事故，襯里應(yīng)承受劇烈的溫度波動(dòng)。硅莫磚含有一定的SIC，熱導(dǎo)率高，熱膨脹系數(shù)小，顯著提高了產(chǎn)品的熱振動(dòng)穩(wěn)定性。10℃水冷試驗(yàn)次數(shù)以上，可達(dá)46次。因此，硅莫磚不剝落，不斷裂，顯著提高了使用壽命。

 

　　鋯英砂對硅莫磚性能的影響

　　1.隨著鋯英砂添加光暈的增加，不同溫度處理后的樣品基本呈現(xiàn)體積密度和強(qiáng)度先增加后減小的變化趨勢。鋯英砂的理想添加量為10~15%。光暈鋯英砂在基質(zhì)中形成致密的莫來石組合，相互交織成網(wǎng)狀?；|(zhì)結(jié)構(gòu)致密，基質(zhì)與顆粒結(jié)合牢固，能使樣品獲得較高的強(qiáng)度。然而，過量添加光暈會形成過多的莫來石，導(dǎo)致體積膨脹和強(qiáng)度下降。

　　2.在硅莫磚中適當(dāng)添加鋯英砂，產(chǎn)生的氧化鋯吸收主裂紋膨脹的能暈，消除熱應(yīng)力，提高斷裂韌性，提高產(chǎn)品的熱沖擊穩(wěn)定性和耐腐蝕性，進(jìn)一步提高耐火磚的使用壽命。

 

　　主要用途：

　　過渡帶、窯口、三次風(fēng)管、分解爐等部位用于水泥窯。

　　水泥回轉(zhuǎn)窯硅莫磚的應(yīng)用與發(fā)展。

　　目前，硅莫磚已廣泛應(yīng)用于大型水泥回轉(zhuǎn)窯。以60m長的回轉(zhuǎn)窯為例，除了直接與鎂鉻磚和0.8m左右的澆筑材料相結(jié)合外，還可以使用不同的硅莫磚。

　　使用后，用戶反映硅莫磚具有良好的耐熱沖擊穩(wěn)定性、良好的高溫強(qiáng)度、耐腐蝕、無剝落、斷裂，使用壽命顯著延長。原因是水泥旋轉(zhuǎn)過渡帶的磚表面溫度約為1400℃，硅莫磚的荷載軟化開始溫度在1500℃以上，足以抵抗高溫沖擊。此外，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)致密，耐腐蝕性和耐磨性特別好，是過渡帶的理想磚種。此外，該磚具有良好的耐熱沖擊穩(wěn)定性。導(dǎo)熱性不高，是后過渡帶工藝特性的要求，使用壽命是剝落磚的1.5-2倍。由于耐磨性好。熱穩(wěn)定性好，磚種也適用于冷卻帶，使用壽命可達(dá)兩年以上，是傳統(tǒng)高鋁磚使用壽命的3-5倍。硅莫磚后，窯的使用壽命長達(dá)15個(gè)月，提高了水泥熱材料的產(chǎn)量和質(zhì)量。

 

　　某水泥公司2500t/d水泥回轉(zhuǎn)窯21.55m~24.955m直接結(jié)合鎂鉻磚，使用壽命310d，改為硅莫磚(AZM1650)，使用壽命410d；安徽淮北礦業(yè)集團(tuán)2500t/d水泥回轉(zhuǎn)窯次燒帶原鎂鋁尖晶石磚，過渡帶原耐剝落高鋁磚，一年內(nèi)搶修換磚3次，短三個(gè)月內(nèi)出現(xiàn)紅窯。窯襯重新配置，次燒帶改為硅莫磚1680，過渡帶為硅莫磚1650，使用壽命長達(dá)15個(gè)月。

 

　　繼續(xù)研究如何進(jìn)一步提高硅莫磚的高溫強(qiáng)度和抗熱沖擊穩(wěn)定性。例如，在硅莫磚中引入鋯英砂，在高溫燃燒過程中，Zro2晶體轉(zhuǎn)換中產(chǎn)生的微膨脹在剛玉中。莫來石晶體之間的微裂紋可以消除熱應(yīng)力，從而提高產(chǎn)品的抗熱沖擊穩(wěn)定性，不易剝落和剝落，也可以提高耐腐蝕性，從而進(jìn)一步提高使用壽命。此外，在高鋁材料中適當(dāng)添加硅線石、紅柱石、藍(lán)晶石，利用其在高溫下的膨脹來提高產(chǎn)品的抗蠕變和高溫強(qiáng)度，并可以提高熱沖擊的穩(wěn)定性。因此，在以硅莫磚為主導(dǎo)產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，加入了“三石”系列改性硅莫磚也可以投入批量生產(chǎn)。