- 時(shí)間：2023.11.07
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? ? ? ?隨著(zhù)水泥熟料不斷提產(chǎn)，水泥窯速不斷加快，窯煅燒溫度不斷提高，越來(lái)越多的生產(chǎn)線(xiàn)開(kāi)始同時(shí)處理垃圾、危廢等物質(zhì)，這些都給水泥窯內耐火磚的使用壽命帶來(lái)了巨大挑戰。
? ? ? ?除了受窯速增加、窯溫提高工藝工況變化及水泥窯協(xié)同處置的影響外，耐火磚的損毀還受化學(xué)因素的影響。
一、化學(xué)損壞機理
1、堿鹽滲透
? ? ? ?堿鹽滲透是指氣相堿鹽化合物滲入磚體空隙內冷凝和固化，在磚體形成堿鹽的水平滲透層。堿鹽滲透造成的磚損壞從殘磚剖面可以看到明顯的堿鹽水平滲層，上過(guò)渡帶主要是KCl滲透沉積，下過(guò)渡帶主要為K2SO4滲透沉積，堿鹽滲透造成滲透層與原磚層性能不一致，易伴隨熱震而剝落。堿鹽滲透的耐火磚損壞一般具有可明顯看到耐火磚分層顏色變化與堿鹽滲透后各層之間的化學(xué)成分差異較大的特點(diǎn)。
（耐火磚堿鹽滲透損壞）
? ? ? ?應對堿鹽滲透造成的損壞，需要選擇抗堿鹽滲透性能好的耐火磚，同時(shí)盡量減少入窯的堿鹽含量。
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2、堿鹽侵蝕
? ? ? ?水泥窯中的Na、K等堿元素與耐火磚中的Al2O3和SiO2反應形成堿爆，造成耐火磚損壞。
? ? ? ?堿鹽在高溫層侵蝕磚中的方鎂石及結合相，造成高溫層疏松，水泥熟料大量滲透和侵蝕導致形成致密的變質(zhì)層；堿鹽在低溫層的沉積使致密的變質(zhì)層變厚。而致密且較厚的變質(zhì)層在溫度波動(dòng)時(shí)會(huì )導致方鎂石-鎂鋁尖晶石產(chǎn)生嚴重的結構剝落。
（堿鹽侵蝕造成的耐火磚致密變質(zhì)層）
? ? ? ?為防止堿鹽侵蝕造成的損壞，需要控制耐火磚堿硫比ASR(Alkali-Silica Reaction)在1左右，選擇耐堿性能好的耐火材料，保證耐火材料盡量低的氣孔率和雜質(zhì)量。
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3、氧化還原爆裂
? ? ? ?耐火磚氧化還原爆裂主要表現為磚體工作面發(fā)白或非工作面發(fā)黑（重燒后可返色），且磚體結構爆裂，磚內的Fe2+和Fe3+隨著(zhù)窯內氧化氣氛和還原氣氛波動(dòng)而發(fā)生體積變化，造成結構剝落。含鐵元素的耐火磚受氧化和還原氣氛影響較大，例如鎂鐵磚。
? ? ? ?采用低鐵無(wú)鉻磚，尤其是配置協(xié)同處置的水泥窯更要搭配好燃料和空氣比，改善煤粉細度，可有效解決因氧化還原而造成耐火磚損壞。
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4、水化裂紋
? ? ? ?水化裂紋主要表現為磚體表面發(fā)白，水化程度較大者呈現蜘蛛網(wǎng)狀碎裂，形成的原因主要是MgO與空氣中的H2O反應生成Mg(OH)2，體積增加導致耐火磚開(kāi)裂。
（耐火磚水化裂紋）
? ? ? ?為防止耐火磚水化裂紋，在儲存耐火磚的時(shí)候，必須在室內干燥儲存。過(guò)期的鎂磚不建議使用，使用前必須仔細觀(guān)察是否有水化裂紋。
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二、耐火磚的選擇
? ? ? ?為解決以上在水泥窯中產(chǎn)生的化學(xué)損壞問(wèn)題，國內某公司研發(fā)生產(chǎn)的ZJMA鎂鋁尖晶石磚與ZJMI鎂鐵尖晶石磚，可有效降低因化學(xué)因素導致的耐火材料的損毀，延長(cháng)制品的服役壽命。
1、ZJMA鎂鋁尖晶石磚優(yōu)勢及適用區域
? ? ? ?ZJMA鎂鋁尖晶石磚，通過(guò)對原料的優(yōu)化選擇，將影響產(chǎn)品穩定性的SiO2與Fe2O3降低到合理范圍之內，提高了尖晶石磚的抗侵蝕性能。通過(guò)引入氧化鋁基尖晶石的方式，使制品在高溫燒結過(guò)程中生產(chǎn)原位尖晶石，并利用反應過(guò)程中產(chǎn)生的微裂紋提高制品的熱震穩定性。
? ? ? ?由于鎂鋁尖晶石相在高溫下穩定，且不易受到堿性物質(zhì)的腐蝕，因此鎂鋁尖晶石磚具有較低的ASR，更不容易與堿性物質(zhì)發(fā)生反應。鎂鋁尖晶石相具有較低的溶解度和化學(xué)活性，因此在堿性環(huán)境下能狗保持結構的穩定性，使得鎂鋁尖晶石磚能夠抵抗堿性侵蝕，延長(cháng)使用壽命。
? ? ? ?由于鎂鋁尖晶石磚廣泛被用于水泥窯過(guò)渡帶，而水泥窯燒成帶溫度更高，環(huán)境更復雜，因此研發(fā)出適用于燒成帶的ZJMI鎂鐵尖晶石磚。
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2、ZJMI鎂鐵尖晶石磚優(yōu)勢及適用區域
? ? ? ?ZJMI鎂鐵尖晶石磚在以鎂砂和鐵鋁尖晶石為主材的基礎上，通過(guò)在基質(zhì)成分中引入活性尖晶石的方式，使制品在燒結過(guò)程中形成網(wǎng)絡(luò )狀尖晶石結構，達到抗硫氯鹽堿成分侵蝕滲透的作用。
? ? ? ?鎂鐵尖晶石磚中的鐵鋁尖晶石相不易與堿性物質(zhì)發(fā)生反應，因此具有較低的ASR，使鎂鐵尖晶石磚在暴露于堿性環(huán)境時(shí)能夠保持結構的穩定性。
? ? ? ?同時(shí)，鎂鐵尖晶石具有較高的化學(xué)惰性，對堿性物質(zhì)具有低溶解度和反應性，因此在堿性環(huán)境中，鎂鐵尖晶石磚能夠有效地抵御堿性物質(zhì)的侵蝕和腐蝕。
? ? ? ?除此以外，鎂鐵尖晶石磚還是無(wú)鉻低鐵環(huán)保磚，在水泥行業(yè)廣泛替代鎂鉻磚，適用于水泥窯燒成帶。
? ? ? ?鎂鐵尖晶石磚與鎂鋁尖晶石磚，具有低ASR、優(yōu)異的耐堿性能、出色的抗堿鹽滲透性能、產(chǎn)品無(wú)鉻低鐵。這些優(yōu)勢疊加，使得產(chǎn)品可有效解決水泥窯常見(jiàn)的化學(xué)損壞情況，保障水泥窯高效安全運轉的同時(shí)達到節能降耗，降低成本的目的，是水泥窯理想的環(huán)保堿性耐火材料。
