水泥窑窑口浇注料用Li2O-Al2O3-SiO2系高温釉的制备及其性能研究

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新型干法水泥回转窑在工业废弃物及生活垃圾的无害化、资源化处理方面具有良好的潜力,采用工业废弃物和生活垃圾作为替代燃料已经在水泥工业开始应用。然而,替代燃料的使用导致碱、硫、氯等物质在窑体内部富集循环,加剧了水泥窑窑口耐火材料的损毁,降低了其服役寿命。釉是附着于陶瓷等基体表面的连续的玻璃体或玻璃体与晶体的混合层,通常与基体结合牢固且致密性良好,能显著提升基体的整体性和抗侵蚀性能。本课题研究开发窑口浇注料用高温釉对于提升窑口浇注料抗碱侵蚀性、延长其寿命具有重要应用价值。  本工作选取窑口主流材质刚玉浇注料及莫来石-碳化硅浇注料为基体,首先参照釉料始熔温度经验公式及窑口部位使用环境设计出一系列Li2O-Al2O3-SiO2系高温釉,借助高温物性分析仪、扫描示差量热仪并结合热力学模拟分析了高温釉的适用范围并揭示其成釉机制,探讨了影响浇注料表面成釉质量的因素;在此基础上,选择合适的高温釉涂覆于刚玉浇注料及莫来石-碳化硅浇注料表面,系统研究釉料组成及热处理温度对这两种涂釉浇注料力学性能、热震稳定性及抗碱侵蚀性能的影响。通过上述研究,可以得出以下主要结论:  (1)本工作采用一次烧成法成功制备出釉层铺展均匀且与基体结合良好的涂釉浇注料。浇注料表面釉面质量主要与高温下釉料与基体相互作用形成液相量以及液相的黏度有关。  (2)所设计的高温釉可以与刚玉浇注料基体良好结合,封闭了浇注料表面气孑孔和裂纹,降低了其显气孔率;大幅减少了碱侵蚀物的渗透,有效提高刚玉浇注料的抗碱侵蚀性能。  (3)与未涂釉莫来石-碳化硅浇注料相比,涂釉莫来石-碳化硅浇注料中碳化硅组分氧化较少,其常温抗折强度有所降低,但其热震稳定性进一步提高。与涂釉刚玉浇注料类似,釉层可以封闭试样表面气孔及微裂纹,显著提高其抗碱侵蚀性能。
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