通过掺入红柱石，提高水泥回转窑工作衬里铝土矿-碳化硅耐火材料的耐碱蒸气性外文翻译资料

 2022-01-18 10:01

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通过掺入红柱石，提高水泥回转窑工作衬里铝土矿-碳化硅耐火材料的耐碱蒸气性

摘要

作为水泥回转窑工作衬里的铝土矿-碳化硅耐火材料由于替代燃料燃烧而受到严重的碱侵蚀。在此，本工作旨在通过掺入不同类型的红柱石（聚集体和粉末）来增强它们的耐碱性。结果表明，通过加入红柱石可以降低孔径来减少碱蒸气的渗透。特别是，红柱石聚集体的存在将吸附其孔网内的碱蒸气，延缓耐火基质的腐蚀。相比之下，红柱石粉末的存在有助于形成液体腐蚀产物以阻塞孔隙，从而防止碱蒸气进一步渗透。将红柱石掺入BSRs是一种非常直接和受欢迎的方法，为高性能耐碱性耐火材料提供了一种有效的途径。

关键词

水泥窑；替代燃料；铝土矿-碳化硅耐火材料；红柱石；碱抵抗力

1 前言

水泥回转窑在处理固体危险废物方面具有很大的优势，包括污水污泥，生物质残留物和各种城市垃圾[1-4]。这些废弃物的水泥生产过程中的燃烧，有助于有效地降低CO2，NOx和SOx的排放和用于保存矿物燃料提供显著生态效益[5-8]。因此，它们在水泥工业中也被称为“替代燃料”。然而，由于大量碱蒸气在高温下释放，它们的燃烧也对水泥回转窑的工作衬里提出了严格的要求，因为它具有很高的耐碱性物质[9-13]。因此，迫切需要改善它们的耐碱性。铝土矿-碳化硅复合耐火材料（BSRs）具有良好的耐磨性，良好的抗热震性和高耐火度等多种优异性能，因此被广泛用于水泥回转窑作为过渡区的工作衬里[14,15]。不幸的是，这些材料在富碱气氛中也容易发生剥落[15-17]，这对他们的长期服务仍然是一个巨大的挑战。因此，未来的研究对于朝着高耐碱腐蚀性的方向发展是必要的。

Prigent等人[18]研究认为红柱石是一种潜在的铝硅酸盐原料，具有优异的耐碱性，因为它具有交错莫来石网络和无定形二氧化硅吸收碱蒸气的综合优势。在他的启发下，Madej等人也成功地进行了工业试验[19],[20]使用红柱石-碳化硅耐火材料作为水泥窑预热器的衬里。结果证实它们在富碱气氛中具有良好的化学稳定性。到目前为止，红柱石通常被掺入耐火材料中以代替聚集体或基质部分以改善抗热震性[21-23]和高温性能[24-27]。然而，红柱石在BSR的耐碱性方面所起的作用很少报道。众所周知，耐碱性的改善在于孔结构和化学组成的优化。在耐火材料中掺入不同类型的红柱石（聚集体或粉末）不仅可以改变其孔结构，而且可以改变化学组成，这也明显影响耐碱性。另一方面，红柱石的碱腐蚀行为也会随着上述变化而显着改变[18]。为了确保较长的使用寿命，需要了解红柱石在抗BSR的耐碱性方面所起的作用。

本文是我们以前关于改善BSRs耐碱性的研究的延续。本工作主要研究了红柱石（骨料和粉末）对孔隙结构和化学成分方面BSRs碱蒸气腐蚀行为的影响。为了实现这一目标，分别制造了具有不同量的红柱石聚集体/粉末的BSR。特别强调了原始红柱石，莫来石红柱石和铝土矿骨料的微观结构演变和碱腐蚀行为。这些结果有助于随后对BSRs的耐腐蚀性增强的研究。

2 实验部分

2.1含有铝土矿-碳化硅样品的红柱石的制备

实验主要涉及以下原料：铝土矿骨料（河南铝土矿中国有限公司，中国）红柱石（Imerys伊龙安达卢西特（新疆）有限公司，中国）SiC（河南明迈特新材料科技有限公司中国）铝土矿粉（中国河南铝土矿有限公司）广西粘土（南宁桂妮矿业有限公司，中国）微米级alpha;-氧化铝（郑州新力耐磨材料有限公司，中国）和商品Al(H2PO4)3溶液（液体，比重为1.35）作为粘合剂。表1显示了上述原料的化学组成。

通过向BSR中添加各种量的红柱石聚集体或粉末来制造本工作中的样品。例如，50％和100％的铝土矿聚集体被红柱石代替，其被标记为AA29和AA58。红柱石的最大取代量设定为28 wt％，并且基质中4 wt％的粘土对于确保耐火材料的烧结是必不可少的。基于该25％，总粉末量的50％被红柱石代替，其为7 wt％（AP7），14 wt％（AP14）。所有研究的批料组成显示在表2中。在典型的制备方法中，将所有上述原料混合，然后在电动搅拌器中搅拌30分钟，最大转速为100 rpm; 随后，通过液压机在150 MPa的压力下将混合物压制成两种类型的圆柱形试样（Ф50 mmtimes;50 mm用于机械性能试验，Ф50 mmtimes;30 mm用于碱暴露）。然后，将生坯在烘箱中干燥以蒸发水。最后，在环境气氛中在1500 ℃下焙烧所得样品3小时，在电炉中进行。2.2 聚合物和铝土矿-碳化硅样品的碱暴露

各种骨料和BSR试样的碱暴露按GB/T 14983-2008进行，详细程序已在我们的前期研究中进行了描述[17]。在该实验中，曝光时间设定为10小时，示意图显示在图1，图2中。

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资料编号：[955]

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