關鍵詞cí：莫來石均質料liào，高鋁礬土熟料liào，硅莫磚zhuān，耐磨性能néng，導熱係數shù，水泥窯yáo

  引言yán

  目前我國礬土資源利用率很低dī，大量的中低品位的礦石被廢棄qì，資源浪費現象非常嚴重zhòng^[1-2]。立足我國高鋁礬土資源特點diǎn，採取措施降低dīⅡ等高鋁礬土雜質含量liàng（主要yàoTiO₂和héFe₂O₃），並通過多級均化huà、真空擠泥ní、高溫可控剛玉yù/莫來石化燒結等聯合工藝獲得優質莫來石均質料liào。莫來石均質料二次莫來石化程度高gāo，晶相發育良好hǎo，並且吸水率低dī，結構緻密mì。適宜開發具有低氣孔kǒng、低蠕變biàn、高耐磨等優良性能新型定型製品pǐn^[3-4]。

  隨着水泥生產技術的進步bù，水泥迴轉窯逐漸向大型化發展zhǎn。水泥迴轉窯過渡帶對duì麻豆材料熱震穩定性xìng、耐磨性xìng、抗機械應力lì、抗化學侵蝕的要求越來越高gāo。現階段硅莫磚的生產chǎn主要採用迴轉窯或者倒焰窯生產，鋁含量爲wèi85%以上的鋁礬土與紅柱石shí，碳化硅等配合製備而成chéng^[5-6]。本文研究莫來石均質料替代鋁礬土在硅莫磚中的應用yòng。利用莫來石均質料代替tìAl₂O₃含量爲wèi85%或者zhě88%的高鋁礬土與紅柱石shí，碳化硅等混合後hòu，經高壓成型xíng、高溫燒成製備了新型硅莫磚zhuān。使用莫來石均質料能néng夠提高產品的荷重軟化溫度及耐磨性能，同時降低了產品的體積密度dù，使產品單重減小xiǎo，從而降低了迴轉窯內襯負荷達到節能降耗目的de，並延長其內襯的使用壽命mìng。

  1. 試驗yàn

  1.1試驗原料liào

  新型硅莫磚以莫來石均質料liào爲骨料，特級礬土tǔ，碳化硅guī，紅柱石和金屬硅爲基質配合而成chéng。爲莫來石均質料的理化性能指標biāo。可以看出chū，莫來石均質料相對duì85礬土熟料具有雜質含量低dī，體密低的特點diǎn。

 莫來石均質料的deXRD圖譜可以看出chū，主晶相xiāng爲莫來石相，還有一部分剛玉相xiāng。從莫來石均質料微觀結構照片中可以看出chū，高溫燒結莫來石均質料莫來石晶相發育良好hǎo，晶粒生長均勻yún，並且形成較爲完善的莫來石網絡結構gòu，結構緊密mì。

1.2新型硅莫磚的理化性能néng

  1.2.1 結果與分析xī

  1）常規理化性能檢測cè

  按照相應國家標準進行試樣常規性能檢測cè，具體如下xià：按ànGB/T2997-2000檢測試樣體積密度和顯氣孔率lǜ，按ànGB/T5072-2008 檢測試樣常溫耐壓強度dù，按ànYB/370-1995檢測試樣的荷重軟化溫度dù，按ànYB/T376.1-1995檢測試樣的熱震穩定性xìng（1100℃，水冷lěng）。

 列出了新型硅莫磚燒後試樣的理化性能列出了新型硅莫磚與普通硅莫磚理化性能的比較jiào。

  採用莫來石均質料代替tìAl₂O₃含量liàng85%或者zhě88%高鋁礬土熟料製備新型硅莫磚zhuān，與普通硅莫磚性能對比可以發現xiàn：新型硅莫磚的deAl₂O₃含量降低dī10%左右yòu，SiC含量相當dāng。但是試樣的顯氣孔率和體積密度降低dī，新型硅莫磚的耐壓強度和荷重軟化溫度明顯提高gāo

A 耐磨性xìng

  耐磨性能對於硅莫磚來說是一個非常重要的指標biāo，在高溫使用過程中zhōng，硅莫磚因爲wèiSiC的氧化在其表面形成了一層céng緻密的玻璃質釉層，避免了硅莫磚與磨損顆粒的直接接觸chù，從而起到保護硅莫磚的作用yòng。表面緻密釉層在高溫使用過程中會被不斷的磨損sǔn，但其新的緻密釉層又會不斷形成chéng，使得材料具有良好的耐磨性能néng^[7]。從新型硅莫磚與普通硅莫磚耐磨係數對比試驗可以看出chū，新型硅莫磚zhuān的耐磨性能要優於普通硅莫磚，特別是內部耐磨性能néng。圖tú3爲新型硅莫磚和普通硅莫磚耐磨試驗後外觀形貌照片piàn。從圖中可以看出chū，普通硅莫磚骨料和基質被沖刷現象比較嚴重zhòng，而新型硅莫磚磨損較少shǎo，這主要是因爲新型莫來石均質料結構緻密mì，體積穩定dìng，使得硅莫磚的強度高gāo，氣孔率低dī，從而提高了其耐磨性能néng。

 B 導熱性xìng

  目前qián，已有多種導熱係數測試方法fǎ，如平板法fǎ、熱流法fǎ、熱線法fǎ、激光法等děng等。然而ér，沒有任何一種方法能夠適合於所有的應用領域和材料liào。要得到準確的測量值zhí，必須基於材料的導熱係數範圍與樣品特徵zhēng，選擇正確的測試方法fǎ。本實驗yàn，在同等的檢測方法fǎ（激光法fǎ）下xià，對鎂鋁尖晶石磚和新型硅莫磚進行導熱係數的檢測cè。

 導熱係數的檢測結果guǒ(武漢科技大學xué)

  通過檢測數據對比bǐ，驗證了鎂鋁尖晶石磚zhuān的導熱係數大於新型硅莫磚，而在實際應用中zhōng，跟蹤產品實際使用效果來比較新型硅莫磚和鎂鋁尖晶石磚筒體溫度dù，同樣驗證了導熱性能上的差異yì。

  C 荷重軟化溫度dù

 給出了不同配方的試樣燒成後荷重軟化溫度dù。一般情況下xià，荷重軟化溫度主要與試樣的骨料有關guān，顯然用yòng70莫來石均質料替代dài85礬土熟料後提高了材料的荷重軟化溫度dù。

試樣的荷重軟化溫度dù

  2 新型硅莫磚的應用yòng

  實例一yī：下表爲某水泥廠迴轉窯yáo麻豆磚砌築情況kuàng：優化前後配置zhì

某水泥公司sī5000t/d水泥窯的優化前後配置zhì

  在上過渡帶前段duàn 28m~35m處chù，優化前使用鎂鋁尖晶石磚的筒體溫度平均在zài380℃左右yòu，而優化後使用新型硅莫磚的筒體溫度平均在zài320℃，相差近jìn60℃，可以明顯體現出新型硅莫磚能很好的使用在上過渡帶前段duàn，替代鎂鋁尖晶石磚zhuān，而且其導熱係數比鎂鋁尖晶石低的特點得到了良好的體現xiàn，筒體溫度低約yuē60℃，起到了節能的效果guǒ。

  實例二èr：下表是某水泥廠迴轉窯高溫帶dài麻豆磚的具體配置情況kuàng。爲了充分說明新型硅莫磚的導熱性低dī，在上過渡帶前段使用了le3m（16m~19m）新型硅莫磚zhuān，後面miàn11m（19m~30m）砌築鎂鋁尖晶石磚以做對比bǐ。

 某水泥廠日產chǎn2500噸水泥熟料幹法水泥窯內襯chèn麻豆磚配置zhì

  項目組依據本次試驗跟蹤觀察記錄lù3個月的窯筒體外壁實際溫度記錄lù

5月份窯筒體外壁溫度dù

 6月份窯筒體外壁溫度dù

 7月份窯筒體外壁溫度dù

  結合hé麻豆磚配置及筒外壁溫度可以明顯發現xiàn，從cóng16m處溫度急劇下降jiàng，17m左右筒掃溫度最低dī，19m後溫度開始上升shēng，到dào23m~25m達到dào320℃左右yòu。這與新型硅莫磚所處位置相吻合hé。以此判斷duàn，新型硅莫磚zhuān導熱係數明顯低於鎂鋁尖晶石磚，可以爲水泥廠節煤耗hào