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            鎂化合物在耐火磚制品中的應用

            發布日期: 2020-09-29 09:47:35    閱讀量(192)    作者:

            目前耐火材料的發展,按形體劃分主要是兩類,一類是定形化,另一類是不定形化。但不管是什么形體,耐火材料均朝高純化、精密化、致密化發展。隨著鎂化合物產品技術進步,鎂化合物純度的提高,為堿性耐火材料的高純化、精密化、致密化奠定了原料基礎。

            各種鎂化合物用于耐火材料領域,最終都是以氧化鎂形式存在,各種鎂化合物燒結為氧化鎂性質不同。

            由氫氧化鎂制得的氧化鎂,最適合耐火材料行業應用。

            氧化鎂以其自有的特點,廣泛應用于耐火材料領域。氧化鎂熔點2800℃,在真空中2300℃以上易揮發,其制品在氧化氣氛中使用溫度控制在2200℃以下,在還原氣氛中為1700℃,在真空中為1600?1700。氧化鎂機械強度較低,莫氏硬度為6,理論密度3.58g/cm3。氧化鎂具有良好的電絕緣性能。氧化鎂制品對金屬和堿性溶液有較強的抗侵蝕能力,可用做冶金容器。高純氧化鎂坩堝適于熔化高純度鐵及其合金以及鎳、鈾、釷、鋅、錫、鋁、銅、鈷及其合金等。也可盛裝熔融的氧化鋁及鋁鹽。用氧化鎂制的熱電偶保護管可以用于測量超過2000的高溫。

            以下是鎂化合物在耐火磚制品中的應用:

            1、MgO-CaO質制品

            MgO-CaO質耐火制品是以鎂砂、白云石砂(含合成白云石砂)和氧化鈣砂等單獨或兩種甚至兩種以上原料組合所生產的堿性耐火材料。主要產品見表1所示。

            表1 MgO-CaO質耐火制品的分類

            注:1.焦油結合堿性制品為用焦油瀝青的結合MgO-CaO質不燒磚有瀝青結合鎂磚、白云石磚、鎂云石磚等。2.燒成油浸堿性制品為MgO-CaO質燒成磚,經過瀝青浸漬的產品有石灰磚、白云石磚、鎂白云石磚和鎂磚等。

            鎂磚的理化性能見表2,鎂質磚見表3所示。

            表2幾種鎂磚的理化性能

            表3鎂質磚(Q/LMB236—1996)

            鎂磚屬于堿性耐火制品,其耐火度高達2000℃以上;鎂磚在20?1000℃時線膨脹率為1.2%?1.4%,近似線性;鎂磚對含氧化鐵和氧化鈣的堿性渣具有很高的抵抗能力,但容易被含SiO2等酸性渣所溶解;鎂磚遇水容易水化、產生裂紋并降低強度。運輸中要防潮、防雨雪。

            當CaO≥5%的MgO-CaO質耐火制品中,白云石磚(MgO/CaO的摩爾比為1)應用最廣泛,是當今二次精煉爐重要磚種,水泥回轉窯無鉻化的重要磚種。其中包括焦油白云石磚、燒成白云石磚和穩定性白云石磚等3種。穩定性白云石磚的理化指標見表4所示,用于轉爐錐體內襯及平爐爐底和爐墻。

            表4 穩定性白云石磚的理化性能

            2、MgO-MgO·Al2O3質制品

            工業MgO-MgO·Al2O3質耐火制品采用鎂砂和工業氧化鋁和燒結礬土配合生產的耐火制品。我國以燒結鎂砂和燒結礬土為原料的尖晶石結構的方鎂石磚,并定名為鎂鋁磚。該產品磚彈性模量小,熱膨脹系數低,因而抗熱震性能好;荷重軟化溫度低。鎂鋁尖晶石的化學特性屬于強,抗酸性渣的侵蝕性強,抗堿性渣的侵蝕性又優于MgO-CaO磚,用途廣泛,為鋼鐵工業做出了了不起的貢獻。具有代表性產品性能比較見表5所示。

            表5方鎂石尖晶石磚性能的比較表

            3、MgO-Cr2O3質制品

            鎂鉻磚的化學性質是堿性,與鎂磚和鉻磚相比,抗熱震性好,高溫下體積穩定,荷重軟化溫度高。根據鎂鉻磚所用原料和工藝特點,可分為硅酸鹽結合鎂鉻磚、直接結合鎂鉻磚、再結合鎂鉻磚、半再結合鎂鉻磚、預反應鎂鉻磚、不燒鎂鉻磚和熔鑄鎂鉻磚。其主要組成和性能見表19所示。

            表6幾種鎂鉻磚的主要組成和性能

            4、MgO-SiO2質制品

            MgO-SiO2質耐火材料熔點高,結構穩定,屬堿性耐火材料,其品種較多,主要有鎂硅磚和鎂橄欖石磚。其中鎂橄欖石磚性能見表7所示。

            表7 Q/LMB247-1997鎂橄欖石磚及鎂橄欖石鋯磚

            5、MgO-ZrO2磚

            MgO-ZrO2磚是有MgO和ZrO2構成的兩相共晶復合材料。其配方根據用戶要求,并按ZrO2的存在狀態來確定。大體可分為三大類型:①MgO-ZrO2系耐火材料;②MgO-ZrO2-CaO-ZrO2系耐火材料;③MgO-CaO-ZrO2系耐火材料。水泥回轉窯烘成帶使用無鉻堿性磚理化性能見表8所示。

            表8無鉻堿性磚理化性能表

            6、MgO-C磚

            MgO-C磚是應用最廣泛的一種高效耐火材料。是以鎂砂、碳素材料為原理,碳素質結合劑、添加劑(抗氧化劑)制成的一種多組分復雜體系的堿性不燒制品。廣泛應用于轉爐、中爐、爐外精煉、連鑄及鐵水預處理等冶金設備工作襯。是兼具鎂砂和碳素質材料各自優點的耐火材料。

            UHP高功率電爐側墻用MgO-C磚是電爐側墻用MgO-C磚中條件最嚴酷的。這種磚中碳含量一般應大于18%,其指標見表9所示。

            表9UHP電爐用MgO-C磚

            7、MgO-CaO-C磚

            碳復合堿性耐火材料的最新進展,是各種MgO-CaO-C磚的研究和使用。西歐各國研究白云石磚,趨向于用添加炭黑的方法制造含碳5%的白云石磚,以及添加石墨制造的碳含量高達15%的方鈣石結晶的發育程度,與熟料的顯微結構特征等有關。其物化性質見表10所示。

            表10各種含CaO耐火原料的物化性質

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