各种碱性耐火砖的技术发展过程

　　预分解窑所用的碱性砖有四种，即镁铬砖、尖晶石镁砖、白云石砖、镁锆砖。以下分别介绍其发展过程。

　　1.镁铬砖

　　镁铬砖是从冶金工业平炉引进的，早期为硅酸盐结合镁铬砖，性能较差，适应不了预分解窑熟料液相和碱氯硫等有害成分的化学侵蚀，力学性能也较差，从20世纪60年代起，出现性能良的直接结合镁铬砖取代硅酸盐结合镁铬砖。直接结合镁铬砖具有较高的抗高温性能，抗SiO2侵蚀和抗氧化还原作用。同时，具有较高的高温强度和抗机械应力，以及较好的结窑皮性能，因而大量地用在烧成带和热工制度稳定的上过渡带。

　　镁铬砖

　　由于镁铬砖在水泥窑内使用时，在碱(或硫)的作用下，稳定的3价铬转化为氧化能力强的6价铬，对人体的皮肤、肺和神经系统等造成严重的危害，从20世纪80年代中期起工业化纷纷制定一系列环保、卫生等方面的规范，对水泥窑的镁铬砖的残砖和水泥厂排水进行全面监控，镁铬砖的使用受到一定程度的限制。镁铬砖由于良的性能和低廉的价格，在世界上相当多的地区和仍在使用。

　　进入20世纪90年代，性能更为良的超直接结合镁铬砖已出现在工况条件较为苛刻的水泥工业预分解回转窑上。

　　2.尖晶石镁砖

　　尖晶石镁砖产品出现较早，但早期产品对热应力敏感性强、抗盐侵蚀能力不足以及挂窑皮性能差等缺点，一直未能在水泥窑上大量应用。

　　20世纪80年代以后，由于铬公害以及燃煤燃烧和原料性能的影响，出现了预反应尖晶石砂和镁砂为基本原料制成的砖。由于具有比镁铬砖良的热力学性能和抗热化学侵蚀能力，以及具有无铬化的特点，自20世纪80年代起，在预分解窑的上过渡带逐步取代镁铬砖。

　　方镁石复合尖晶石砖

　　从20世纪90年代起，为适应不同的工况条件，尖晶石砖的性能进一步改善，出现了不同性能的尖晶石砖：增加粗颗粒级配，进一步提高抗化学侵蚀适应于燃烧工业废燃料的尖晶石砖;为解决尖晶石砖不易挂窑皮和热导率高的缺点，适当提高Fe2O3的含量，降低显气孔率，易于黏附窑皮的尖晶石镁砖;为进一步提高抗化学侵蚀和抗机械应力，降低Fe2O3含量的新品种尖晶石镁砖。从而逐步扩大了尖晶石砖的使用范围。

　　3.白云石砖

　　白云石砖是20世纪50年代出现的，由于砖内含有大量的f-CaO和熟料中的C2S反应，生成C3S为特征的稳定性窑皮，在烧成带使用较为合适。f-CaO易吸附水，白云石砖在贮存和停窑期间易吸潮水化，在运转率较高的窑内使用较合适。

　　镁白云石砖

　　20世纪90年代以来，白云石砖的性能有较大的改进，如加入1%〜3%的ZrO2颗粒，适当地降低表观显气孔率，以改善白云石砖抗热震性能差的缺点。

　　为适应锻烧工业废料，出现了增镁锆低气孔率的白云石砖，不仅保持较好的挂窑皮性能，还具有较高的抗硫、氯等有害物侵蚀能力。

　　4.镁锆砖

　　镁锆砖的专利是20世纪70年代出现的，90年代才在预分解窑上应用。工业废燃料的使用，增加了窑内有害物的富集，若燃料中含硫量较高时，在上过渡带温度超过1500℃时，尖晶石易被熟料侵蚀，生成C12A7或C4A3S，致使火砖致密剥落损坏。由于氧化锆的熔化点为2715T，当温度超过1660℃才被熟料侵蚀。因此，镁锆砖具有较高的耐火度。氧化锆颗粒的另一特点是颗粒四周形成微裂纹，从而吸收外部应力，在热态和冷态条件下，具有较大的抗断裂强度。

　　在一系列对比试验中，镁锆砖在抗SO3、CO2、碱蒸汽、Cl-有害物侵蚀，抗熟料液相侵蚀、氧化还原气氛方面，以及较高的抗压强度等，都具有明显的点。早期的镁铬砖存在着热导率高于尖晶石砖的缺点，此情况已被改善，含量4%〜7%Zr02的镁锆砖的热导率已低于尖晶石砖。

　　镁锆耐火砖具有良的性能，用在工况条件苛刻的窑内，此趋向在扩大。其发展趋势是进一步提高性能和在保持良性能的前提下，降低生产成本，便于推广应用。