鎂鉻磚是含Mg055%~80%、C,038%~20%的堿性耐火材料制品,以方鎂石、復(fù)合尖晶石及少量硅酸鹽相所構(gòu)成。復(fù)合尖晶石包括MgAl2O4、MgFe2O4、MgCr2Oa和FeAl,O,等尖晶石固溶體。 鎂鉻磚在20世紀(jì)60年代以后由于原料純度和燒成溫度的提高而得到迅速發(fā)展,目前鎂鉻磚按生產(chǎn)方法的不同可分為普通磚、直接結(jié)合磚、共同燒結(jié)磚、再結(jié)合磚和熔鑄磚等。
(1)普通鎂鉻磚 這是傳統(tǒng)產(chǎn)品,以鉻礦做粗顆粒,鎂砂做細(xì)粉?;蛘呤莾煞N材料采用級(jí)配顆粒組成,燒成溫度一般為1550~1600℃。這種磚的顯微結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為鉻礦顆粒和方鎂石之間很少直接結(jié)合,多為硅酸鹽(CMS)膠結(jié)或裂隙隔離;方鎂石中脫溶相少,基質(zhì)中很少直接結(jié)合,這種磚的力學(xué)性能差,抗渣蝕性能差。
(2)直接結(jié)合鎂鉻磚 直接結(jié)合鎂鉻磚是在普通鎂鉻磚的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,其生產(chǎn)特點(diǎn)主要有兩點(diǎn),一是采用較純的原料,二是采用較高的燒成溫度。所謂的直接結(jié)合是指磚中鉻礦顆粒與方鎂石之間有較多的直接接觸,因?yàn)樵现?02較少(控制在1%~25%以下),硅酸鹽生成量少,通過(guò)高溫?zé)墒侄问构杷猁}擠壓到固相顆粒的角落里。從而提高固相的直接結(jié)合。 直接結(jié)合鎂鉻磚由于直接結(jié)合程度高,從而使磚具有較高的高溫強(qiáng)度、抗渣性、抗侵蝕、耐沖刷、耐腐蝕及優(yōu)良的熱震穩(wěn)定性和在1800℃下的體積穩(wěn)定性。
(3)共同燒結(jié)的鎂鉻磚 這種制品生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)是將按一定配比的鎂砂和鉻礦細(xì)粉的混合料高溫爐燒,實(shí)現(xiàn)生成二次尖晶石和鎂砂.鉻礦直接結(jié)合為目的的固相反應(yīng),制取共同燒結(jié)料,用此料制造燒成制品或化學(xué)結(jié)合制品。 共同燒結(jié)鎂鉻磚的直接結(jié)合和顯微結(jié)構(gòu)的均一性較直接結(jié)合磚更好,方鎂石脫溶相和晶間二次尖晶石量更多,共同燒結(jié)鎂鉻磚具有一系列較直接結(jié)合磚更好的性能,尤以高溫強(qiáng)度、耐溫度急變性和抗渣性著稱(chēng)。 共同燒結(jié)磚還可以分為兩個(gè)品種,一是全共同燒結(jié)磚,顆粒和細(xì)粉全系共同燒結(jié)料,無(wú)論是燒成或化學(xué)結(jié)合的其顯微結(jié)構(gòu)基本上是相似的:二是部分共同燒結(jié)磚,配料中有一部分,比如粗顆粒用共同燒結(jié)料,而細(xì)粉部分可用細(xì)鉻礦和鎂砂紙粉按一定比例混合配入磚中,這樣燒成的和化學(xué)結(jié)合的制品便在顯微結(jié)構(gòu)上有所差異。
(4)再結(jié)合鎂鉻磚 以電熔法使鎂鉻混合粉料熔融,通過(guò)熔體析晶,形成顯微結(jié)構(gòu)相當(dāng)均勻的、以鎂鉻尖晶石和方鎂石混晶為主要相組成的原料,把這種電熔鎂鉻料粉碎成一定顆粒粒度,混合成型,經(jīng)燒成以制備再結(jié)合磚,或直接用做化學(xué)結(jié)臺(tái)磚。 再結(jié)合磚的顯微結(jié)構(gòu)特征是高度的直接結(jié)合和含有大量的尖晶石脫溶相:含有大量脫溶相的基晶,從本質(zhì)上改變了方鎂石的物理化學(xué)性質(zhì),如降低熱膨脹系數(shù)、提高抗熱震性,改善對(duì)酸堿性渣侵蝕的抵抗能力。再結(jié)合磚有同熔鑄磚使用效果相似的性狀,但有比熔鑄磚更好的耐溫度急變性和更均勻的顯微結(jié)構(gòu)。 再結(jié)合鎂鉻磚為氣孔分布均勻地細(xì)粒基質(zhì),并具有微小裂紋,對(duì)溫度急變的敏感性優(yōu)于熔鑄轉(zhuǎn)。制品高溫性能介于熔鑄磚和直接結(jié)合磚之間。
(5)熔鑄鎂鉻磚 把鎂砂和鉻和礦混合物置于電弧爐內(nèi)完全熔融,然后將熔體注入耐火鑄模內(nèi)鑄造成型。在凝固過(guò)程中生成穩(wěn)定的方鎂石和尖晶石晶相,同時(shí)形成細(xì)致的結(jié)晶組織,所以熔鑄鎂鉻磚具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度和抗渣蝕性。 熔鑄鎂鉻磚和電熔鎂鉻料一樣,具有高度的直接結(jié)合和含有大量的尖晶石脫溶相,這種制品致密度高,熔渣不易滲透,故抗渣性能比直接結(jié)合磚更好,但抗熱震性比以上兩種制品差。
(6)預(yù)反應(yīng)鎂鉻磚 以輕燒鎂粉和鉻鐵礦為原料,經(jīng)共同細(xì)磨成粒度小于0.088mm細(xì)粉,壓成荒坯或球,在1750-1900℃鍛燒成預(yù)反應(yīng)燒結(jié)料,再按常規(guī)制磚工藝生產(chǎn),破碎、混煉、高壓成型并在16001780℃下燒成制得。預(yù)反應(yīng)鎂鉻磚的主要礦物組成為方鎂石、尖晶石和少量硅酸鹽,晶間直接結(jié)合程度高。該制品組織結(jié)構(gòu)致密,成分均勻,氣孔率低,高溫強(qiáng)度大,抗渣性好,抗熱震性較好,可用于VOD爐、F,爐等爐外精煉設(shè)備的渣線部位。
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