作者：胡越,尹洪峰,刘云,辛亚楼,刘宇驰,汤云,任小虎,袁蝴蝶

作者单位：西安建筑科技大学材料科学与工程学院

刊名：硅酸盐学报

ISSN：0454-5648

出版年：2024-05-22

卷：52

期：6

起页：2118-2130

止页：

分类号：TQ175.7;TQ172.622

语种：中文

关键词：钙镁铝氧化物;Kirkendall效应;镁质耐火材料;抗水泥侵蚀;水泥窑过渡带;

内容简介

水泥回转窑过渡带由于难于结窑皮和所用耐火材料热导率较高，窑壳外表面温度高，散热损失大。本工作以氢氧化镁、碳酸钙和煅烧α-氧化铝为原料合成出Ca2Mg2Al28O46，以此为骨料和烧结镁砂制备出方镁石–尖晶石–铝酸钙耐火材料。借助扫描电子显微镜、X-射线衍射仪等手段研究Ca2Mg2Al28O46的添加和烧成温度对镁质耐火材料结构和性能的影响。结果表明：1) Ca2Mg2Al28O46引入到镁质耐火材料中，因烧成过程方镁石存在使Ca2Mg2Al28O46发生分解，方镁石–尖晶石–铝酸盐三元体系在高温下形成液相，借助于液相辅助Kirkendall效应形成了孔洞实现了轻量化，并且随着Ca2Mg2Al28O46加入量增加，材料显气孔率升高，体积密度、耐压强度和荷重软化温度降低；相同Ca2Mg2Al28O46加入量，降低Ca2Mg2Al28O46粒度可使上述提及性能提高。2)随着烧成温度升高，材料的显气孔率降低、体积密度增加，但耐压强度并未升高，荷重软化温度保持在1 540℃以上较高的水平，当加入10%(质量分数)、0.50～1.00 mmCa2Mg2Al28O46颗粒，材料在1 700℃烧成时荷重软化温度可达1 603℃。3) 1 350℃侵蚀实验结果表明，引入10%粒度为0.088～0.500 mm Ca2Mg2Al28O46颗粒的样品，在1 650℃烧成具有最好的抗水泥物料侵蚀性能。