利用金屬鐵源原位反應(yīng)制備MgO-FeAl-,2-O-,4-材料.pdf

1、直接結(jié)合鎂鉻磚是水泥窯燒成帶用傳統(tǒng)材料，但在其生產(chǎn)和使用過(guò)程中產(chǎn)生的六價(jià)鉻化合物對(duì)人和環(huán)境都有害，隨著新型干法水泥生產(chǎn)的發(fā)展和環(huán)保意識(shí)的逐步提高，實(shí)現(xiàn)水泥窯用堿性磚的優(yōu)質(zhì)化、長(zhǎng)壽化和環(huán)?；钱?dāng)務(wù)之急。本文針對(duì)新型干法水泥窯燒成帶用耐火材料的要求，利用金屬鐵作為主要鐵源原位反應(yīng)生成鐵鋁尖晶石制備MgO-FeAl2O4材料，研究了鐵鋁尖晶石的原位生成條件及不同條件下MgO-FeAl2O4材料的性能變化規(guī)律。 首先，對(duì)合成鐵鋁尖晶石的

2、熱力學(xué)條件進(jìn)行分析，并以鎂砂、金屬Fe粉、Fe2O3粉和α-Al2O3微粉為原料，研究了燒結(jié)溫度和燒結(jié)氣氛對(duì)合成鐵鋁尖晶石的影響。研究認(rèn)為，利用金屬鐵源與Al2O3反應(yīng)可以生成鐵鋁尖晶石，其關(guān)鍵是控制合適的氣氛，保證金屬鐵源被氧化成FeO。試驗(yàn)所選擇的N2氣氛、弱氧化氣氛和空氣氣氛中，N2氣氛對(duì)合成鐵鋁尖晶石最為有利，但在弱氧化氣氛和空氣氣氛中亦可獲得鐵鋁尖晶石。燒成溫度越高，鐵鋁尖晶石發(fā)育越好。 在此基礎(chǔ)上，研究了鐵原料的加入

3、量及引入方式和燒結(jié)溫度對(duì)MgO-FeAl2O4燒成材料性能的影響。結(jié)果表明：隨鐵原料加入量的增多，MgO-FeAl2O4燒成材料的顯氣孔率增大，體積密度減小，線(xiàn)變化率和掛窯皮強(qiáng)度增大，常溫耐壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度和抗熱震性能變差，鐵原料的加入量太多會(huì)惡化材料的性能；隨著燒結(jié)溫度的升高，體積密度先增大后減小，1500℃燒結(jié)后最大，線(xiàn)變化率、常溫耐壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度增大，抗熱震性能和掛窯皮性能變差。 與此同時(shí)，研究了結(jié)合劑種類(lèi)、鐵原料和鎂鋁

4、尖晶石的加入量及引入方式對(duì)MgO-FeAl2O4不燒材料性能的影響。研究表明：結(jié)合劑采用水玻璃較磷酸鹽更合適，鐵原料的加入量不宜太多，引入Fe2O3粉可以提高材料的性能，鎂鋁尖晶石加入量的增多，可提高材料的抗熱震性能，但降低了掛窯皮性能，與添加富鎂和標(biāo)準(zhǔn)鎂鋁尖晶石的材料相比，添加富鋁尖晶石的材料的性能最好。 最后，與直接結(jié)合鎂鉻磚相比，利用金屬鐵源制備的MgO-FeAl2O4燒成材料的抗熱震性能稍差，荷重軟化溫度略低，高溫抗折強(qiáng)