硅莫磚性能特點及應用介紹

　　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。這些性能特點使硅莫磚不易斷裂和剝落。此外，由于導熱性低于鎂質(zhì)材料，窯體加熱不會過高。廣泛應用于水泥回轉(zhuǎn)窯前過渡帶、后過渡帶和分解帶，用于預熱帶。

 

 

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

　　隨著硅莫磚技術(shù)的進步，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。

 

　　硅莫磚性能特點

　　(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[8]，耐火材料的室溫耐磨性取決于其強度和結(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，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，容易受到還原氣氛和熱負荷的影響，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，不與水泥材料發(fā)生化學反應，因此具有較強的耐腐蝕性。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℃水冷試驗超過10次，高達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。預熱帶。窯尾。三次風管。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)常停止窯維護或處理事故，襯里應承受劇烈的溫度波動。硅莫磚含有一定的SIC，熱導率高，熱膨脹系數(shù)小，顯著提高了產(chǎn)品的熱振動穩(wěn)定性。10℃水冷試驗次數(shù)以上，可達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度。然而，過量添加光暈會形成過多的莫來石，導致體積膨脹和強度下降。

　　2.在硅莫磚中適當添加鋯英砂，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，進一步提高耐火磚的使用壽命。

 

　　主要用途：

　　過渡帶、窯口、三次風管、分解爐等部位用于水泥窯。

　　水泥回轉(zhuǎn)窯硅莫磚的應用與發(fā)展。

　　目前，硅莫磚已廣泛應用于大型水泥回轉(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15個月，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15個月。

 

　　繼續(xù)研究如何進一步提高硅莫磚的高溫強度和抗熱沖擊穩(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，從而進一步提高使用壽命。此外，在高鋁材料中適當添加硅線石、紅柱石、藍晶石，利用其在高溫下的膨脹來提高產(chǎn)品的抗蠕變和高溫強度，并可以提高熱沖擊的穩(wěn)定性。因此，在以硅莫磚為主導產(chǎn)品的基礎上，加入了“三石”系列改性硅莫磚也可以投入批量生產(chǎn)。