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五種常見的鎂鉻磚的組成及應用

2019-08-30

鎂鉻磚是含MgO 55%?80%、鋼包用鎂碳磚Cr2O3 8%?20%的堿性耐火材料製品鋁鎂碳磚以方鎂石、複合尖晶石及少量矽酸鹽相所構成。複合尖晶石包括MgAl2O4、MgFe2O4、MgCr2O4和FeAl2O4等尖晶石固溶體。


鎂鉻磚在20世紀60年代以後由於原料純度和燒成溫度的提高而得到迅速發展,目前鎂鉻磚按生產方法的不同可分為普通磚、直接結合磚、共同燒結磚、再結合磚和熔鑄磚等。


(1) 普通鎂鉻磚

電爐鎂碳磚

這是傳統產品,以鉻礦做粗顆粒,鎂砂做細粉。或者是兩種材料采用級配顆粒組成,燒成溫度一般為1550?1600℃。這種磚的顯微結構表現為鉻礦顆粒和方鎂石之間很少直接結合,多為矽酸鹽(CMS)膠結或裂隙隔離;方鎂石中脫溶相少,基質中很少直接結合,這種磚的力學性能差,抗渣蝕性能差。


轉爐用鎂碳磚


(2) 直接結合鎂鉻磚


直接結合鎂鉻磚是在普通鎂鉻磚的基礎上發展起來的,其生產特點主要有兩點,一是采用較純的原料,二是采用較高的燒成溫度。所謂的直接結合是指磚中鉻礦顆粒與方鎂石之間有較多的直接接觸,因為原料中SiO2較少(控製在1%?25%以下),矽酸鹽生成量少,通過高溫燒成手段使矽酸鹽擠壓到固相顆粒的角落裏。 從而提高固相的直接結合。


鎂碳磚用途


直接結合鎂鉻磚由於直接結合程度高,從而使磚具有較高的高溫強度、抗渣性、抗侵蝕、耐衝刷、耐腐蝕及優良的熱震穩定性和在1800℃下的體積穩定性。


(3) 共同燒結的鎂鉻磚


這種製品生產工藝的特點是將按一定配比的鎂砂和鉻礦細粉的混合料高溫爐燒,實現生成二次尖晶石和鎂砂-鉻礦直接結合為目的的固相反應,製取共同燒結料,用此料製造燒成製品或化學結合製品。


共同燒結鎂鉻磚的直接結合和顯微結構的均一性較直接結合磚更好,方鎂石脫溶相和晶間二次尖晶石量更多,共同燒結鎂鉻磚具有一係列較直接結合磚更好的性能,尤以高溫強度、耐溫度急變性和抗渣性著稱。


共同燒結磚還可以分為兩個品種,一是全共同燒結磚,顆粒和細粉全係共同燒結料,無論是燒成或化學結合的其顯微結構基本上是相似的;二是部分共同燒結磚,配料中有一部分,比如粗顆粒用共同燒結料,而細粉部分可用細鉻礦和鎂砂紙粉按一定比例混合配入磚中,這樣燒成的和化學結合的製品便在顯微結構上有所差異。


(4) 再結合鎂鉻磚


以電熔法使鎂鉻混合粉料熔融,通過熔體析晶,形成顯微結構相當均勻的、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,經燒成以製備再結合磚,或直接用做化學結台磚。


再結合磚的顯微結構特征是高度的直接結合和含有大量的尖晶石脫溶相:含有大量脫溶相的基晶,從本質上改變了方鎂石的物理化學性質,如降低熱膨脹係數、提高抗熱震性,改善對酸-堿性渣侵蝕的抵抗能力。再結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構。


再結合鎂鉻磚為氣孔分布均勻地細粒基質,並具有微小裂紋,對溫度急變的敏感性優於熔鑄轉。製品高溫性能介於熔鑄磚和直接結合磚之間。


(5) 熔鑄鎂鉻磚


把鎂砂和鉻礦混合物置於電弧爐內完全熔融,然後將熔體注入耐火鑄模內鑄造成型。在凝固過程中生成穩定的方鎂石和尖晶石晶相,同時形成細致的結晶組織,所以熔鑄鎂鉻磚具有優異的高溫強度和抗渣蝕性


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