Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

ВЛИЯНИЕ ГЕРЦИНИТОВОЙ ШПИНЕЛИ НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАГНЕЗИАЛЬНОКАЛЬЦИЙЦИРКОНИЕВЫХ ИЗДЕЛИЙ ДЛЯ ФУТЕРОВКИ ВРАЩАЮЩИХСЯ ЦЕМЕНТНЫХ ПЕЧЕЙ


https://doi.org/10.17073/1683-4518-2019-4-29-37

Полный текст:


Аннотация

Магнезиальнокальцийциркониевые (MCZ) композитные изделия испытаны в переходной зоне цементных печей. Такие изделия представляют интерес, поскольку не оказывают отрицательного влияния на окружающую среду и демонстрируют высокую износостойкость при воздействии на них цементного клинкера при повышенных температурах. Такие модификаторы, как герцинитовая шпинель FeO·Al2O3 (FA), можно добавлять в небольших количествах в состав MCZ-изделий для повышения их эластичности, улучшения способности к образованию защитного покрытия на поверхности футеровки, а также создания ее упрочненной структуры. В настоящем исследовании разное количество FA (2, 4 и 6 мас. %) добавляли в MCZ-клинкер, изготовленный из магнезита и ZrO2 (9,8 мас. %). Затем исследовали параметры уплотнения материала, предел прочности при сжатии при низкой температуре (CCS), степень воздействия компонентов цементного клинкера и другие технические характеристики изделий из этого материала. Максимальная прочность изделий была получена при введении 2 мас. % добавки FA, однако большое количество микротрещин и образование стеклофазы не позволили продолжить дальнейшее увеличение количества FA. Глубина проникновения компонентов цементного клинкера в MCZ‒FAизделия уменьшалась по мере увеличения количества добавки FA; по мере дальнейшего увеличения количества FA происходило снижение глубины проникновения. Кроме того, характер защитного покрытия и термостойкость изделий значительно улучшались при увеличении количества добавки FA до 6 мас. %. Изделия с разным содержанием FA можно использовать для футеровки зон вращающихся цементных печей, в которых наблюдаются разнообразные условия для образования защитного покрытия.


Об авторах

Эмад М. Эвайс
Центральный научно-исследовательский институт металлургии (CMRDI), Отделение огнеупорных материалов и керамики (RCMD), г. Каир
Египет


Ибрагим М. И. Байуми
Компания «Суэцкий Цемент», г. Каир
Египет


Список литературы

1. Refractory bricks Suppliers, Manufacturers (n.d.). http://www.weiku.com/suppliers/refractory-bricks.html (accessed July 13, 2018).

2. Bhatty, J. I. Innovations in Portland cement manufacturing / J. I. Bhatty. ― PCA, Skokie, 2011.

3. Wang, D. Optimizing performance of magnesia-spinel brick used at cement rotary kiln / D. Wang, Y. Li, Y. Li, R. Li, Y. Li // Adv. Mater. Res. ― 2011. ― Vol. 250‒253. ― P. 588‒594.

4. Schacht, C. A. Refractories handbook / C. A. Schacht. ― CRC Press, Estados Unidos, 2004.

5. Contreras, J. Microstructure and properties of hercynite-magnesia-calcium zirconate refractory mixtures / J. Contreras, G. Castillo, E. Rodríguez, T. Das, A. Guzmán // Mater. Charact. ― 2005. ― Vol. 54.

6. Otroj, S. Synthesis of hercynite under air atmosphere using MgAl2O4 spinel / S. Otroj // Mater. Sci. ― 2015. ― Vol. 21.

7. Buchebner, G. Magnesia-hercynite bricks, an innovative burnt basic refractory ; in Proceedings of the Unified Int. Tech. Conf. on Refractories / G. Buchebner, T. Molinaria, H. Harmuth // UNITECR. ― 1999. ― Vol. 99. ― P. 201‒311.

8. Chung, K. C. Fabrication of magnetic iron-hercynite composites by reaction sintering / K. C. Chung, D. H. L. Ng // Key Eng. Mater. ― 2007. ― Vol. 334/335. ― P. 309‒312.

9. Liu, G. Composition and microstructure of a periclase– composite spinel brick used in the burning zone of a cement rotary kiln / G. Liu, N. Li, W. Yan [et al.] // Ceram. Int. ― 2014. ― Vol. 40. ― P. 8149‒8155.

10. Gelbmann, G. Hybrid spinel technology provides performance advances for basic cement rotary kiln bricks / G. Gelbmann, R. Krischanitz, S. Jorg // RHI Bulletin. ― 2013. ― Vol. 2. ― P. 10‒12.

11. Yin, G. X. High performance iron-rich Magnesia-Spinel composite for burning zone of cement rotary kiln / G. X. Yin, Y. Li, J. H. Chen, B. Pan // Adv. Mater. Res. ― 2012. ― Vol. 476‒478. ― P. 1915‒1919.

12. Szczerba, J. Calcium Zirconate as the secondary phase of magnesia refractories for cement rotary kiln / J. Szczerba // Adv. Sci. Technol. ― 2010. ― Vol. 70. ― P. 15‒20.

13. Botta, P. M. Mechanochemical synthesis of hercynite / P. M. Botta, E. F. Aglietti, J. M. P. López // Mater. Chem. Phys. ― 2002. ― Vol. 76. ― P. 104‒109.

14. Liu, G. Composition and structure of a composite spinel made from magnesia and hercynite / G. Liu, N. Li, W. Yan [et al.] // J. Ceram. Proc. Res. ― 2012. ― Vol. 13. ― Р. 480‒485.

15. Lavina, B. Controlled time-temperature oxidation reaction in a synthetic Mg-hercynite / B. Lavina, F. Princivalle, A. Della // Phys. Chem. Miner. ― 2005. ― Vol. 32, № 2. ― Р. 83‒88.

16. Álvaro Obregón, A. MgO‒CaZrO3-based refractories for cement kilns / A. Álvaro Obregón, J. L. Rodríguez-Galicia [et al.] // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2011. ― Vol. 31. ― P. 61‒74.

17. Serena, S. Thermodynamic assessment of the system ZrO2‒CaO‒MgO using new experimental results Calculation of the isoplethal section MgO‒CaO‒ZrO2 / S. Serena, M. Sainz, S. Deaza, A. Caballero // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2005. ― Vol. 25. ― P. 681‒693.

18. Ross, N. Compressibility of CaZrO3 perovskite: comparison with Ca-oxide perovskites / N. Ross, T. Chaplin // J. Solid State Chem. ― 2003. ― Vol. 172. ― P. 123‒126.

19. Li, L. Synthesis and characterization of high performance CaZrO3-doped X8R BaTiO3-based dielectric ceramics / L. Li, J. Yu, Y. Liu [et al.] // Ceram. Int. ― 2015. ― Vol. 41. ― P. 8696‒8701.

20. Galuskin, E. V. Lakargiite CaZrO3: А new mineral of the perovskite group from the North Caucasus, Kabardino-Balkaria, Russia / E. V. Galuskin, V. M. Gazeev, T. Armbruster [et al.] // Am. Mineral. ― 2008. ― Vol. 93. ― P. 1903‒1910.

21. Jaeger, R. E. Thermal shock resistant zirconia nozzles for continuous copper casting / R. E. Jaeger, R. E. Nickell // Ceramics in Severe Environments. ― 1971. ― P. 163‒184.

22. Kozuka, H. Further improvements of MgO‒CaO‒ ZrO2 refractory bricks / H. Kozuka, Y. Kajita, Y. Tuchiya, T. Honda, S. Ohta // UNITECR, 1995.

23. Contreras, J. Microstructure and properties of hercynite-magnesia-calcium zirconate refractory mixtures / J. Contreras, G. Castillo, E. Rodríguez [et al.] // Mater. Charact. ― 2005. ― Vol. 54. ― P. 354‒359.

24. Rodríguez, E. Hercynite and magnesium aluminate spinels acting as a ceramic bonding in an electrofused MgO‒CaZrO3 refractory brick for the cement industry / E. Rodríguez, G.-A. Castillo, J. Contreras [et al.] // Ceram. Int. ― 2012. ― Vol. 38. ― P. 6769‒6775.

25. Rodríguez, E. Effect of hercynite spinel content on the properties of magnesia-calcium zirconate dense refractory composite / E. Rodríguez, A. Limones, J. Contreras [et al.] // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2015. ― Vol. 35. ― P. 2631‒2639.

26. Ewais, E. M. M‒CZ composites from Egyptian magnesite as a clinker to RCK refractory lining / E. M. Ewais, I. M. Bayoumi, S. A. El-Korashy // Ceram. Int. ― 2018. ― Vol. 44. ― P. 2274‒2282.

27. Rodríguez, E. C. A. A. MgAl2O4 spinel as an effective ceramic bonding in a MgO‒CaZrO3 refractory / E. C. A. A. Rodríguez, G.-A. Castillo, T. K. Das [et al.] // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2013. ― Vol. 33. ― P. 2767‒2774.

28. Ewais, E. M. Fabrication of MgO‒CaZrO3 refractory composites from Egyptian dolomite as a clinker to rotary cement kiln lining / E. M. Ewais, I. M. Bayoumi // Ceram. Int. ― 2018. ― Vol. 44. ― P. 9236‒9246.

29. Ewais, E. M. Magnesium aluminate spinel nanoparticle influences upon the technological properties of MCZ composite brick for RCK lining / E. M. Ewais, I. M. Bayoumi // Ceram. Int. ― 2018. ― Vol. 44. ― P. 14734‒14741.

30. Lea, F. M. The chemistry of cement and concrete : 3rd ed. / F. M. Lea. ― New York : Chemical Publishing Comp., 1971.

31. Rodríguez-Galicia, J. L. The mechanism of corrosion of MgO/CaZrO3-calcium silicate materials by cement clinker / J. L. Rodríguez-Galicia, A. H. De Aza, J. C. Rendón-Angeles, P. Pena // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2007. ― Vol. 27. ― P. 79‒89.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Эвайс Э.М., Байуми И.И. ВЛИЯНИЕ ГЕРЦИНИТОВОЙ ШПИНЕЛИ НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАГНЕЗИАЛЬНОКАЛЬЦИЙЦИРКОНИЕВЫХ ИЗДЕЛИЙ ДЛЯ ФУТЕРОВКИ ВРАЩАЮЩИХСЯ ЦЕМЕНТНЫХ ПЕЧЕЙ. Новые огнеупоры. 2019;(4):29-37. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2019-4-29-37

For citation: Ewais E.M., Bayoumi I.I. Hercynite spinel effectson the technological featuresof MCZ composite brick used for RCK lining. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2019;(4):29-37. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2019-4-29-37

Просмотров: 285

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


ISSN 1683-4518 (Print)