水泥窑用镁铬质耐火材料目前存在的缺点

上世纪50年代初水泥回转窑过渡带所用的材料为硅酸盐结合镁铬砖，在服役过程中硅酸盐相容易被水泥熟料侵蚀，因此无法满足水泥回转窑恶劣的服役环境而被后来出现的直接结合镁铬砖所替代。直接结合镁铬砖具有较优异的高温性能以及抗侵蚀性能，是上世纪60-80年代过渡带主流的耐火材料。高体积密度以及高强度是直接结合镁铬砖的发展方向。在制备过程中往往通过提高原料以及制品的纯度、减少低熔相含量来实现上述目的。提高了材料的抗侵蚀能力，延长了过渡带的使用寿命。

国产以及国外几种直接结合镁铬砖的主要理化指标以及产品性能的对比。几种直接结合镁铬砖荷重软化温度都高于1600℃，展现了较为优异的高温性能。另一方面，直接结合镁铬砖在高温下可以与水泥熟料反应形成稳定的窑皮，延长了材料的使用寿命。

尽管直接结合镁铬砖展现出较为优异的使用性能，但是仍存在难以克服的缺点，主要包括以下两种：

(1) 气氛变化引起的Fe2O3和FeO可逆反应导致镁铬砖的体积膨胀及剥落。

在氧化性气氛下，镁铬砖展现出较为优异的体积稳定性。但是，随着水泥工业的发展以及技术的进步，煤炭以及替代燃料的使用导致水泥回转窑窑体内部逐渐形成还原性气氛。在此情况下，Fe3+迅速转化成为Fe2+并产生大约20%的体积膨胀;新形成的Fe2+在方镁石中的固溶速率高于Fe3+，促进了材料的烧结并产生一定的收缩。这种可逆反应交替发生会导致镁铬砖最终剥落损毁。

(2)Cr6+污染问题。

众所周知，在使用过程中，镁铬砖内部的Cr2O3在高温下会与水泥熟料、替代燃料中的碱金属氧化物相结合形成有毒的水溶性Cr6+化合物R2CrO4，造成Cr6+污染，Cr6+能强烈腐蚀人的皮肤、粘膜，引起呼吸道炎症甚至是癌症。近些年来，针对Cr6+的解毒问题受到了越来越广泛的关注。目前，通过物理吸附法、化学法以及生物法等将Cr6+进行无害化处理成为了研究的热点。尽管这些方法对于减少Cr6+的污染起到了一定的积极作用，但是它们较高的成本以及较低的处理效率是目前实现工业化的难点。

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