氧化锆对耐火材料的影响作用研究

氧化锆（ZrO2）对耐火材料的影响作用研究---以水泥回转窑用耐火材料为例小组成员：董银雪李生平罗永顺杨革生王太洋赖宇氧化锆（ZrO2）对耐火材料的影响作用研究主要内容：水泥窑用耐火材料的发展历程ZrO2对耐材性能影响的研究对未来发展研究的展望氧化锆（ZrO2）对耐火材料的影响作用研究•1、水泥窑用耐火材料的发展历程1.1水泥窑用耐火材料作用：a)保护水泥窑窑体,使之不受火焰和高温物料的损害;b)减少热损失；氧化锆（ZrO2）对耐火材料的影响作用研究氧化锆（ZrO2）对耐火材料的影响作用研究•粘土砖：优点：初期回转窑窑的规格很小,锻烧温度也低,缺点：回转窑内气流与窑衬间温差大,熟料熔体对窑衬的侵蚀又较严重,因而粘土砖的寿命比立窑内短得多。•高铝砖。碱性砖---上世纪30~40年代•镁铝砖(欧美)，镁铬砖（意大利），白云石砖（西欧）----上世纪40~60年代1、水泥窑用耐火材料的发展历程氧化锆（ZrO2）对耐火材料的影响作用研究氧化锆（ZrO2）对耐火材料的影响作用研究氧化锆（ZrO2）对耐火材料的影响作用研究•70年代誰水泥窑向大型化预分解窑方向发展，要求：温度增高，转速增快•直接结合镁铬砖,镁铝尖晶石砖,镁锆砖•80年代~铬公害，环保意识镁铬砖在水泥窑上的使用严重受限（九十年代己降至50%以下）。•由于工业废燃料用量的增加,窑炉作业环境发生变化氧化锆（ZrO2）对耐火材料的影响作用研究1、水泥窑用耐火材料的发展历程氧化锆（ZrO2）对耐火材料的影响作用研究•总体趋势：•无铬砖用量逐步上升,镁铬砖用量逐渐下降,镁钙锆砖今后的用量将会增加,部分尖晶石砖和白云石砖用量也会扩大,无铬化趋势进一步加强。氧化锆（ZrO2）对耐火材料的影响作用研究1、水泥窑用耐火材料的发展历程氧化锆（ZrO2）对耐火材料的影响作用研究氧化锆（ZrO2）对耐火材料的影响作用研究2、ZrO2对耐材性能影响的研究•镁铬砖•（替代品）•ＭgＯ－ＣaＯ－ＺrＯ2复相材料氧化锆（ZrO2）对耐火材料的影响作用研究•镁铬砖优点：镁铬砖有较高的抗高温性能,抗SiO2侵蚀和抗氧化还原作用,同时有较高的高温强度和抗机械能力以及较好的结窑皮性能•缺点：Cr3+在高温、碱性环境下易被氧化为有毒Cr6+,会对环境造成污染氧化锆（ZrO2）对耐火材料的影响作用研究氧化锆（ZrO2）对耐火材料的影响作用研究MgO一CaO系耐火材料的优点：•MgO具有高的耐火度和高的抗碱性渣及熔融金属侵蚀能力，CaO熔点高达2570℃–(l)耐高温性–(2)抗渣性–(3)抗热震性–(4)高温真空下的稳定性–(5)净化钢液氧化锆（ZrO2）对耐火材料的影响作用研究•MgO一CaO系耐火材料的缺点：•一易水化性：–CaO+H2O→Ca(OH)2Mgo一Cao砖水化的实质是砖中的游离Cao与砖内部的水分(由原料和结合剂带入的)和外界水分接触,发生化学反应,使CaO晶粒变成粉末状的Ca(OH)2,并伴随着结构疏松和体积膨胀,从而导致材料的粉化失效,使砖产生结构剥落--热震性差氧化锆（ZrO2）对耐火材料的影响作用研究•添加锆的镁白云石砖具有良好的性能:(l)抗水化性;(2)易挂窑皮且窑皮稳定;(3)抗热震稳定性好不易剥落掉块;(4)抗熟料及碱侵蚀性好•其他优良性能：较高的荷重软化温度及优异的抗硅酸盐水泥熟料的侵蚀性能、力学强度等氧化锆（ZrO2）对耐火材料的影响作用研究氧化锆（ZrO2）对耐火材料的影响作用研究•(l)抗水化性•由图可知,随着m(CaO)/m(ZrO2)的增大,合成料的水化增重率及粉化率逐渐增大•表明：合成料的抗水化性随m(CaO)/m(ZrO2)增大而降低,尤其m(CaO)/m(ZrO2)1.5时,合成料的粉化率20%,这对合成料的使用是不利的氧化锆（ZrO2）对耐火材料的影响作用研究氧化锆（ZrO2）对耐火材料的影响作用研究•(l)抗水化性•由图可知,当m(CaO)/m(ZrO2)一定时,随着ZrO2含量的增加,合成料的水化增重率及粉化率均逐渐增大,表明合成料的抗水化性随ZrO2含量的增加而降低氧化锆（ZrO2）对耐火材料的影响作用研究氧化锆（ZrO2）对耐火材料的影响作用研究•3)抗热震稳定性好•氧化锆(ZrO2)熔点高达2680℃,导热率低,化学稳定性优良,抗酸、碱性矿渣浸润,挥发性小,莫氏硬度超过7,同时,由于ZrO2的相变增韧原理,形成微裂纹,从而提高耐火材料的抗热震性能氧化锆（ZrO2）对耐火材料的影响作用研究氧化锆（ZrO2）对耐火材料的影响作用研究其他性能：•ZrO2可以孤立硅酸盐相,使之减少对MgO的润湿,从而提高砖的强度;•碎裂的ZrO:吸收液相中的CaO，SiO2以点晶状分布,从而提高液相勃度和液相线温度,一方面减少了渣的侵蚀作用,另一方面进一步提高了砖的高温强度-------胡延恕氧化锆（ZrO2）对耐火材料的影响作用研究氧化锆（ZrO2）对耐火材料的影响作用研究氧化锆（ZrO2）对耐火材料的影响作用研究•缺点：•易于被熔渣侵蚀而发生反应•措施：可以采取用碳进一步复合的办法来改善其抗蚀性能•另外,其使用中的剥落严重影响了砖的寿命,还有待进一步加强研究•对未来发展研究的展望白云石砖在替代镁铬砖在水泥窑上的应用面临较大的困难。镁尖晶石窑皮勤结性太差和导热率太高,使其在水泥窑上的应用并不十分理想寻找能够在水泥窑烧成带上达到理想使用效果的无铬砖就成了当前非常迫切的问题。因此,开发一种ＭgＯ－ＣaＯ－ＺrＯ2新型复相材料,从而理想地替代镁铬材料在水泥窑上的应用。既具有镁质材料的优点,矿物相组成中又包含一定数量的钙硅酸盐相,从而具有良好的抗热震性、较高的荷重软化温度及优异的抗硅酸盐水泥熟料的侵蚀性能、适宜的力学强度等,这就具有重要的意义和实用价值，需要进一步详细研究和探索。氧化锆（ZrO2）对耐火材料的影响作用研究谢谢~冶金二班高温第三组制