水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，堿的循環(huán)、富集、對(duì)窯襯侵蝕嚴(yán)重。尤其是新型干法窯，因其窯溫度、窯速塊，堿的侵蝕更加嚴(yán)重。傳統(tǒng)的粘土磚加隔熱磚組成的雙層窯襯已不能適應(yīng)，因此鄭州駒達(dá)耐火材料有限公司www.zzjdnc.com 特此推薦使用新型的耐堿隔熱磚。
粘土磚誡蝕損壞機(jī)理
在粘土上切取50fnmX50mmX5Qmm試樣，于試樣上鉆一個(gè)25mmX30mm圓孔，孔內(nèi)加入5gK2CO3，蓋上與磚同樣材質(zhì)的薄板，放入電爐內(nèi)加熱至1100℃保溫48h，冷卻后切開樣塊現(xiàn)察。
試樣受堿侵蝕發(fā)生開裂，與k2CO3接觸部分變紫，并明顯地致密化了。掃描電鏡觀察表明，有鉀霞石生成。
含Al2O3 30%-48%的普通粘土磚，其鋁硅含量比最適于與堿反應(yīng)，形成鉀霞石、白榴石等礦物，發(fā)生膨脹，導(dǎo)致“堿裂'。
耐被隔熱磚應(yīng)有的化學(xué)成分
水泥窯內(nèi)堿循環(huán)通常主要由鉀進(jìn)行，鈉居第二位，故主要討論Si02-Al203-K20系，鋁硅質(zhì)耐火材料的Al2O3/Si02比
與K2O的供給量在很大程度上決定了堿侵蝕的程度，見表1。
Al2O3/Si02=0.33相當(dāng)于含Al20325%的酸性粘土磚，當(dāng)K20含量<15%時(shí)，只形成正長(zhǎng)石；直到K2O含量為27%，未有鉀霞石生成。因?yàn)榇罅康恼L(zhǎng)石的生成和穩(wěn)定存在，于磚面形成封閉層，阻止了堿化合物的內(nèi)滲，使磚體免受喊進(jìn)一步侵蝕。故可以認(rèn)為K2O<27%時(shí)，磚體不會(huì)發(fā)生“堿裂”。但正長(zhǎng)石的分解溫度為1150℃，因此使用限制在1150℃以下。
Al2O3/SiO2=0.82相當(dāng)于Al2O3含量45%的粘土磚，K2O含量>15%時(shí)，開始有白榴石形成，磚會(huì)發(fā)生“堿裂”。
不同K20含量所形成的新礦物 表1
Al203/Si02 =3.0相當(dāng)于含Al2O3 75%的高鋁磚，不論K20含量多少，均不可能形成正長(zhǎng)石釉層，只形成白榴石、鉀霞石和β—?jiǎng)傆竦扰蛎浶袨椴灰坏男碌V物。這種磚只有當(dāng)顯氣孔率很低時(shí)才可望耐堿。
對(duì)不同Al2O3/Si02比試樣進(jìn)行耐喊試驗(yàn)，結(jié)果與上述分析完全相符。
原料
主要原料為自制輕骨料和白色稻殼灰。化學(xué)成分見表2，輕骨料的容量為1.61g/cm3、顯氣孔率為42%，耐壓強(qiáng)度27MPa。
原料化學(xué)成分% 表2
傳統(tǒng)的制造隔熱磚的方法是在原料中添加可燃物或輕質(zhì)填料，機(jī)壓成型并經(jīng)高溫煅燒而成，或直接用輕質(zhì)原料制作。其制品強(qiáng)度低，耐磨性差，不能直接作耐火襯里。本試驗(yàn)選擇了幾種新工藝。其制品性能見表3。
工藝方案對(duì)比 表3
可以看出，用化學(xué)結(jié)合法制得的試樣的熱穩(wěn)定性遠(yuǎn)優(yōu)于用燒結(jié)法制得的試樣。稻殼灰的加入能提高制品強(qiáng)度，降低制品導(dǎo)熱系數(shù)。工藝方案中第四種最佳。
稻殼灰的制備
稻殼灰的性質(zhì)受煅燒條件的影響較大。低溫煅燒、X射線檢測(cè)為無定形SiO2；高溫煅燒有利于形成結(jié)晶相（方英石和鱗石英）。研究發(fā)現(xiàn)，若一半為結(jié)晶形，一半為無定形的混合物作充填料制得的耐火磚不出現(xiàn)裂紋，磚的體積穩(wěn)定性良好。以過試驗(yàn)，用土立窯煅燒，可得上述要求的稻殼灰。
制品性能
通過實(shí)驗(yàn)室研究和工業(yè)性試制證明，用自制骨料和稻殼灰為主要原料，采用化學(xué)結(jié)合不燒工藝制得的耐堿隔熱磚的性能可滿足新型干法水泥窯的需要，制品性能見表4。
產(chǎn)品性能對(duì)比 表4
1.Al2O3含量小于30%的耐堿隔熱磚由于受堿的侵蝕后能在表面形成正長(zhǎng)石質(zhì)的保護(hù)釉層，抵抗堿的侵蝕性能良好。
2.用稻殼灰和輕骨料制得的耐堿隔熱磚具有較高的耐壓強(qiáng)度和較低的導(dǎo)熱系數(shù)，是新型干法水泥窯預(yù)熱帶和分解帶較好的窯襯材料。