无铬化是目前水泥窑用耐火材料的发展趋势和研究热点。为了实现我国大型干法水泥窑用无铬耐火材料的国产化并提高其使用寿命,本文首先对华新水泥有限公司5000t/d大型干法水泥窑烧成带用后直接结合镁铬砖和过渡带用后镁铝尖晶石砖进行了分析。着重对环境友好型低铬砖和镁铝尖晶石砖的理化性能、显微结构和抗水泥窑料侵蚀性能等进行了深入研究。 实验研究表明:水泥熟料对低铬砖、镁铝尖晶石砖的侵蚀主要表现为水泥熟料中的CaO和砖中的M₂S反应生成CMS等低熔点的化合物。碱盐对镁铝尖晶石砖的侵蚀主要表现为以气相或液相形式渗透到耐火材料内部气孔中并在冷端沉积,使砖体致密化。 除了填充气孔外,碱盐对低铬砖的侵蚀主要表现为碱盐与镁铬砖中的方镁石和铬矿发生化学反应,生成低熔点的铬酸盐或硫酸盐,并与其它碱盐一起迁移到砖的冷端。 用后残砖分析表明:水泥窑料的侵蚀以及窑内温度波动等造成的化学-热震综合作用是水泥窑用耐火材料损毁的主要原因。因此,提高镁铝尖晶石砖的韧性和抗剥落性是提高炉衬寿命的重要措施之一。 综合实验室研究和残砖分析可知,水泥窑料能够渗透到镁铝尖晶石耐火材料内部并与砖中的成分发生反应生成低熔点的液相,导致砖失去直接结合,热面结构被破坏。在水泥窑料磨损以及热震等共同作用下,热面逐渐发生剥落,这可能是镁铝尖晶石砖挂窑皮性能差的原因。