【石砖】特种直接结合镁铬砖和高档尖晶石砖的研发

    特种直接结合镁铬砖和高档尖晶石砖的研发

我国在80年代引进日本旭硝子公司生产的直接结合镁铬砖和尖晶石砖，用于淮海水泥厂ф5.8m×97m预热器窑的烧成带和过渡带，以后又引进德国雷法公司和奥地利奥美公司的直接结合镁铬砖，用于冀东水泥厂、宁国水泥厂4000t/d的ф4m×60m窑外分解窑。

上世纪80年代末在湿法水泥窑上试用，90年代用于2000t/d窑外分解窑上，砖的性能和使用效果均不如国外，其主要原因是我们采用电熔镁砂作为直接结合镁铬砖和尖晶石砖主要原料之一，电熔镁砂结晶颗粒大、致密，用于钢铁窑生产的衬砖较为合适，它抗侵蚀性强，不易渗透，但致命弱点是衬砖脆性大，热震稳定性差，因此在水泥窑上的使用效果不如国外砖寿命长。

现将研制和应用状况分别叙述如下：特种直接结合镁铬砖1.高纯原材料我们对原材料要求是采用97%氧化镁含量的高档烧结球砂和氧化铬含量高、氧化硅含量低的铬铁矿石，并对铬铁矿石中的杂质坚持人工检选。

3.高压成型特种直接结合镁铬砖是固—固反应，矿物之间是直接结合，所以砖坯一定要致密，否则，在高温烧成时，由于颗粒之间不是紧密接触，就难于引起固—固反应。

4.高温烧成特种直接结合镁铬砖采用节能型高温隧道窑，烧成温度大于1700℃，当温度低于1550℃时，尚未产生直接结合，只是硅酸盐结合，温度升至1600℃时方镁石与铬铁矿石中的尖晶石之间，以及方镁石之间开始产生直接结合，随着温度升高，直接结合率提高，当温度大于1700℃时，直接结合率更高，砖的性能也就更好。

5.质量检验生产特种直接结合镁铬砖的工序按工厂规章制度严把质量关，决不允许不符合质量要求的中间产品流入下一个工序，尤其是最后一道工序检验特别重要，在产品包装前认真细致检查每一块砖的微细裂纹、尺寸、棱角是否符合要求，保证不合格产品决不出厂，出厂产品合格率为100%。

6.应用特种直接结合镁铬砖，目前已应用在华新水泥集团有限公司、冀东水泥公司、内蒙古乌兰水泥有限公司、江苏鹤林水泥公司2000t/d~6000t/d水泥窑烧成带上，使用均取得很好的效果。

仅以华新水泥阳新公司2条6000t/d水泥熟料生产线为例，采用真金牌特种直接结合镁铬砖作为烧成带衬砖，其中k2水泥窑，使用特种直接结合镁铬砖寿命高达456天，创造了该公司水泥窑安全运行新纪录，该公司对此砖的评价，质量优越，供货及时，现场服务到位。

国外强差小，砖的大小头尺寸公差小于±0.5mm，并在同一批砖中，砖的尺寸要么是正公差，要么是负公差，实测结果，砖尺寸公差不到0.5mm。

高档尖晶石砖的原料采用高纯烧结镁砂和氧化铝含量大于65%的高温烧结尖晶石砂，尖晶石砂的理论组成是al2o371.68%，mgo28.32%，这里强调必须采用高铝含量的尖晶石砂和高纯镁砂，按一定配比成型，经1750℃以上高温煅烧，才能生产出高档尖晶石砖。

在制砖过程中，尖晶石砂的掺量一定要适当，加少了起不到尖晶石砖砂的作用，加多了反而对砖的性能不利，因尖晶石中的al2o3与水泥熟料中cao会反应，生成低熔点矿物。

高档尖晶石砖的特性：1.抗热震稳定性好高档尖晶石砖的重要矿物组成是方镁石（mgo）和镁铝尖晶石（mgal2o4），它们的膨胀系数不同，砖在高温烧成时出现固相反应，同时也会造成一部分尖晶石颗粒与方镁石基质之间产生有效分离，尖晶石颗粒被气孔所包裹，当砖在使用过程中受到应力和温度变化时，这些微气孔可吸收能量和阻止砖的损坏。

2.体积稳定性强水泥窑以煤为燃料时，窑中经常会在局部地区出现不完全燃烧，存在过量的一氧化碳，由于氧含量的变化，直接结合镁铬砖中的铁的组分就会发生氧化还原反应，如镁铁尖晶石砖变化（mg·fe2o3），当三价铁还原成二价铁时，即产生20%体积收缩，反之体积增大。

3.耐高温高档尖晶石砖中sio2含量低，所以熔点低的硅酸盐矿物很少，均是由熔点高的矿物组成，如方镁铝（熔点2850℃）镁铝尖晶石（熔点2135℃），因此它具有耐高温的性能。

4.抗侵蚀能力强高档尖晶石砖组成主要是方镁石和镁铝尖晶石，硅酸盐相极少，所以抗碱侵蚀能力强。

高档尖晶石砖的理化性能很多方面比直接结合镁铬砖优越，如抗压强度高，大于50mpa，荷重软化温度高t0.6≥1650℃，热震稳定性好，大于12次，根据它的理化性能，适用于大型水泥回转窑过渡带。

但高档尖晶石砖的导热系数比直接结合镁铬砖还要大些，800℃的导热系数为3.0w/mk，因此，高档尖晶石砖在水泥窑过渡带浮窑皮或无窑皮处使用较长时间后，残砖厚度到100mm~120mm时，最好不要采用较长火焰煅烧，如过渡带温度过高，由于砖的导热系数大，有可能产生胴体过热现象。