红柱石等原材料在窑口耐火喷补料中的影响及作用

       回转窑前窑口，熟料出口温度达到1100℃左右，入窑三次风温因窑况变化频繁，随着水泥厂规模的扩大，窑径越来越大，窑速越来越高，相应窑口的熟料量也越来越大，对窑口耐火浇注料的热应力和机械应力加剧。前窑口部位的耐火浇注料一般的使用周期是4～8个月。比较普遍的问题是：浇注料存在剥落、掉块、耐碱侵蚀性能差等问题。经研究发现采用M60莫来石、红柱石、Secar71水泥、活性氧化铝微粉、氧化硅微粉、α-Al2O3微粉、固体水玻璃粉和广西白泥等为原料，制备出水泥回转窑窑口用耐火喷补料，可有效缓解窑口耐火材料的损坏程度，延长使用寿命。

　　该种耐火喷补料中，红柱石以及其他原料对材料的性能以及配方作用具体如下所示：

　　1、红柱石对耐火材料性能的影响

　　①引入红柱石改变试样基质中的矿物相组成，基质中莫来石相增加许多，减少玻璃相，改变基质相的物理化学特性如膨胀性等，同时提高了材料的结构强度，有利于抵抗热膨胀(收缩)应力。

　　②引入红柱石在高温下形成莫来石及二氧化硅，多余的SiO2与Al2O3发生二次莫来石化反应：

　　3Al2O3+2SiO2=3Al2O3·2SiO2(伴随着体积膨胀及微气孔)在红柱石高温下转化成莫来石及二次莫来石化反应后，莫来石晶内、晶间产生大量微气孔、微裂纹，这些大量微气孔、微裂纹的存在有利于分散应力集中或消耗应力能。

　　因此，能够大幅度提高材料的热震稳定性。红柱石转化成莫来石晶内、晶间产生大量微气孔、微裂纹。

　　③选择不同膨胀系数的材料配方，其在高温加热或冷却，不同膨胀系数材料之间会产生大量膨胀失配微裂纹，微裂纹的产生与存在也有利于分散应力集中或消耗应力能。

　　红柱石颗粒

　　综上所述水泥窑窑口浇注料的主要缺陷是热震稳定性较低和不稳定，而红柱石在其他研究中表明具有优异的耐火材料性能，能够改善耐火材料的宏观和微观结构，高温下生成莫来石，调节晶相组成，起到很好改善热震的作用。本次实验将主要围绕热震性能来展开，研究红柱石加入量对浇注料性能的影响。红柱石和钠膨胀润土膨胀可以调整整个物系的体积膨胀情况，水泥有提高粘结和促进烧成的左右，纸纤维提高强度。

　　2、其它原料简介及配方中的作用

　　M60莫来石特点：该骨料为精选优质天然原料配料高温合成而得。工艺严格，莫来石化反应完全，纯度高，Al2O3+SiO2合量高达97%。骨料充分烧结，结构致密，表1为某公司生产的M60莫来石细粉产品。

　　表1某公司M60莫来石细粉理化指标

　　外加剂：向不定形耐火材料中添加微粉及超微粉等结合剂，有利于提高其高温使用性能，因为一方面微粉的加入可以填充空隙减小气孔;另一方面微粉的表面活性较高，其分布于颗粒边缘，在较低温度下易与颗粒结合，可以封闭部分气孔，从而提高制品的致密度及强度。由于SiO2微粉和Al2O3微粉具有良好的填充作用，能有效地填充在浇注料骨料和细粉堆积形成的孔隙中，由此可降低浇注料的加水量，改善其流动性，降低气孔率，提高致密度和强度，改善抗热震性和抗渣性。

　　不同温度时的主要结合方式：低温时是水泥和微粉的水结合方式等，中温时以固体水玻璃的化学结合方式，高温时是七偏硅酸钠的陶瓷结合方式。