堿性耐火材料介紹:1.直接結(jié)合鎂鉻磚。直接結(jié)合鎂鉻磚具有較高的抗高溫性能,抗SIO2侵蝕和抗氧化還原作用,同時(shí)具有較高的抗高溫強(qiáng)度和抗機(jī)械應(yīng)力,及較好的掛窯皮性能,被大量用在水泥窯燒成帶。耐火搗打料由于鎂鉻磚使用時(shí),在堿或硫的作用下,穩(wěn)定在3價(jià)鉻轉(zhuǎn)化為氧化能力極強(qiáng)的6價(jià)鉻,將對(duì)人體產(chǎn)生極為嚴(yán)重的危害,從20世紀(jì)80年代中期起,世界各國(guó)紛紛制定了一系列環(huán)保,衛(wèi)生方面的標(biāo)準(zhǔn),對(duì)鎂鉻磚的使用進(jìn)行限制。進(jìn)入20世紀(jì)90年代,由于鎂鉻磚優(yōu)良的性能和低廉的價(jià)格,在相當(dāng)多的國(guó)家和地區(qū)正在使用性能比鎂鉻磚更為優(yōu)良的直接結(jié)合鎂鉻磚,將其用在工況條件較為苛刻的大型預(yù)分解窯上。2.尖晶石磚。尖晶石磚出現(xiàn)在上世紀(jì)90年代,不但具有較強(qiáng)的掛窯皮能力,而且在抗堿,硫熔融物和熟料液相侵蝕,抗熱震和窯體變形產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力,及在抗熱負(fù)荷等方面,一系列的性能優(yōu)勢(shì),使其成為當(dāng)今世界堿性磚技術(shù)發(fā)展的主流。其中,鎂鉻尖晶石磚用在水泥燒成帶和上過(guò)度帶部位,具有耐火度高,彈性結(jié)構(gòu)良好,抗熱力學(xué)侵蝕性能好的優(yōu)點(diǎn),可取代鎂鉻磚和一般堿性磚。鎂鐵尖晶石磚和鎂錳尖晶石磚俗稱(chēng)活性尖晶石磚,鎂鐵尖晶石磚是20世紀(jì)90年代末出現(xiàn)的新品種,具有耐火度高和較強(qiáng)的抗氧化性,與白云石磚,鎂鉻磚相比,此類(lèi)尖晶石磚具有較高的接卸和熱化學(xué)性能。鎂錳尖晶石磚的耐火度高于鎂鐵尖晶石,錳離子的活性較高,具有更強(qiáng)的抗堿氯硫侵蝕的功能,在生產(chǎn)過(guò)程中回復(fù)晶體裂紋的性能超過(guò)鎂錳尖晶石。3.鎂鋯磚。鎂鋯磚具有較高的耐火度,氧化鋯溶化點(diǎn)為2715℃,溫度超過(guò)1660℃才被熟料侵蝕,而氧化鋯顆粒的另一特點(diǎn)是顆粒四周形成微裂紋,從而吸收外部應(yīng)力,在熱態(tài)和冷態(tài)條件下,具有較大的抗斷裂強(qiáng)度。對(duì)熟料液相抗侵蝕能力,氧化還原氣氛前其的影響及耐壓強(qiáng)度等方面都具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。早期的鎂鋯磚存在著導(dǎo)熱系數(shù)高于尖晶石磚的特點(diǎn),此情況已被改善。鎂鋯磚具有優(yōu)良的性能,搗打料廠(chǎng)家用在工況條件苛刻的水泥窯內(nèi),在進(jìn)一步的提高性能和在保持優(yōu)良行呢個(gè)的氣體下,降低生產(chǎn)成本,便于推廣應(yīng)用
鋁的化學(xué)性質(zhì)活潑,能與爐內(nèi)氣體中的CO2、H2O、O2等發(fā)生反應(yīng),造成鋁的損失。鋁合金在高溫下容易與耐火爐襯中成分反應(yīng),生成新的產(chǎn)牟平搗打料物并產(chǎn)生一定的體積變化,使耐火材料的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,改變材料的化學(xué)和物理性能,造成耐火材料的損毀。而鋁熔液與耐火耐火搗打料材料的接觸和浸潤(rùn)是二者發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的前提條件。因此,改善耐火材料的抗鋁液侵蝕性能的途徑有兩種,一是在耐火材料表面施加涂層;另外一種途徑是通過(guò)減少氣孔率、減小氣孔孔徑或增大熔體與材料的潤(rùn)濕角來(lái)阻止其滲透。
在普通和特種耐火材料中,常用的品種主要有以下幾種:1、酸性:用量較大的有硅磚和粘土磚。硅磚是含93%以上SiO2的硅質(zhì)制品,使用的原料有硅石、廢硅磚等。硅磚抗酸性爐渣侵蝕能力強(qiáng),但易受堿性渣的侵蝕,它的荷重軟化溫度很高,接近其耐火度,重復(fù)煅燒后體積不收縮,甚至略有膨脹,但是抗熱震性差。硅磚主要用于焦?fàn)t、玻璃熔窯、酸性煉鋼爐等熱工設(shè)備。粘土磚中含30%~46%氧化鋁,它以耐火粘土為主要原料,耐火度1580~1770℃,抗熱震性好,屬于弱酸性耐火材料,對(duì)酸性爐渣有抗蝕性,用途廣泛,是生產(chǎn)量最大的一類(lèi)耐火材料耐火搗打料。2、中性:高鋁質(zhì)制品中的主晶相是莫來(lái)石和剛玉,剛玉的含量隨著氧化鋁含量的增加而增高,含氧化鋁95%以上的剛玉制品是一種用途較廣的優(yōu)質(zhì)耐火材料。鉻磚主要以鉻礦為原料制成的,主晶相是鉻鐵礦。它對(duì)鋼渣的耐蝕性好,但抗熱震性差,高溫荷重變形溫度較低。用鉻礦和鎂砂按不同比例制成的鉻鎂磚抗熱震性好,主要用作堿性平爐頂磚。碳質(zhì)制品是另一類(lèi)中性耐火材料,根據(jù)含碳原料的成分和制品的礦物組成,分為碳磚、石墨制品和碳化硅質(zhì)制品三類(lèi)。碳磚是用高品位的石油焦為原料,加焦油、瀝青作粘合劑,在1300℃隔絕空氣條件下燒成。石墨制品(除天然石墨外)用碳質(zhì)材料在電爐中經(jīng)2500~2800℃石墨化處理制得。碳化硅制品則以碳化硅為原料,加粘土、氧化硅等粘結(jié)劑在1350~1400℃燒成。也可以將碳化硅加硅粉在電爐中氮?dú)夥障轮瞥傻?碳化硅制品。碳質(zhì)制品的熱膨脹系數(shù)很低,導(dǎo)熱性高,耐熱震性能好,高溫強(qiáng)度高。在高溫下長(zhǎng)期使用也不軟化,不受任何酸堿的侵蝕,有良好的抗鹽性能,也不受金屬和熔渣的潤(rùn)濕,質(zhì)輕,是優(yōu)質(zhì)的耐高溫材料。缺點(diǎn)是在高溫下易氧化,不宜在氧化氣氛中使用。碳質(zhì)制品廣泛用于高溫爐爐襯(爐底、爐缸、爐身下部等)、熔煉有色金屬爐的襯里。石墨制品可以做反應(yīng)槽和石油化工的高壓釜內(nèi)襯。碳化硅與石墨制品還可以制成熔煉銅同金和輕合金用的坩堝。3、堿性:以鎂質(zhì)制品為代表。它含氧化鎂80%~85%以上, 以方鎂石為主晶相。生產(chǎn)鎂磚的主要原料有菱鎂礦、海水鎂砂由海水中提取的氫氧化鎂經(jīng)高溫煅燒而成)等。對(duì)堿性渣和鐵渣有很好的抵抗性搗打料廠(chǎng)家。純氧化鎂的熔點(diǎn)高達(dá)2800℃,因此,鎂磚的耐火度較粘土磚和硅磚都高。20世紀(jì)50年代中期以來(lái),由于采用了吹氧轉(zhuǎn)爐煉鋼和采用堿性平爐爐頂,堿性耐火材料的產(chǎn)量逐漸增加,粘土磚和硅磚的生產(chǎn)則在減少。堿性耐火材料主要用于平爐、吹氧轉(zhuǎn)爐、電爐、有色金屬冶煉以及一些高溫?zé)峁ぴO(shè)備
目前,汽車(chē)排放系統(tǒng)的零部件主要采用耐熱鑄鐵耐火搗打料,包括中硅(或中鉬)耐熱球墨鑄鐵、硅鉬鉻耐熱球墨鑄鐵、高鎳奧氏體球墨鑄鐵、,這些耐火搗打料材料具有良好的高溫強(qiáng)度和抗氧化性,能夠滿(mǎn)足不同溫度范圍的工作要求。它們被汽車(chē)排放系統(tǒng)制造商廣泛使用。這些耐熱鑄鐵搗打料廠(chǎng)家的液體流動(dòng)性差,澆注溫度高,球化溫度高達(dá)1600℃,容易造成球化和孕育衰退。因此,球化劑和孕育劑的選擇尤為重要。一般選用鎂吸收率高、氧化鎂含量低的球化劑。
目前,鑄造廢砂可以通過(guò)回收技術(shù)在鑄造企業(yè)之中回收利用,但仍有約20%的廢砂被廢棄。鑄造廢搗打料廠(chǎng)家渣粒徑小,成分復(fù)雜,回收利用難度大。一般來(lái)說(shuō),鑄造過(guò)程之中產(chǎn)生的污染物大多來(lái)自鑄造材料,這對(duì)鑄造企業(yè)的清潔生產(chǎn)起著決定性的作用。本文綜述了國(guó)內(nèi)外綠色牟平搗打料鑄造材料的研究現(xiàn)狀和應(yīng)用。從原砂、粘結(jié)劑、涂料等鑄造材料入手,詳細(xì)介紹了綠色環(huán)保鑄造材料的新進(jìn)展,指出了綠色鑄造材料的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。
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