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鎂尖晶石磚產品性能特點及尖晶石澆注料介紹

編輯:耐火磚   瀏覽:   時間:2021-09-10

鎂尖晶石和尖晶石製成的鎂鋁磚一般稱爲鎂尖晶石磚(鎂尖晶石磚)、第二代鎂尖晶石磚或第二代鎂鋁磚。


 
MgAl2O4的簡寫是MgAl2O4,是一種罕見的鎂鋁尖晶石,因此被稱爲貴尖晶石。尖晶石的合成方法包括燒結和電熔。根據MgO與A2QO3的分子比,用化學計量法(MgOAl2O3分子比等於1)、MgOAl2O3分子比(MgOAl2O3分子比大於1)、MgOAl2O3分子比小於1)。類尖晶石用於方鎂石尖晶石磚的配料比較普遍。
通過燒結成尖晶石的過程,通常採用高純、輕燒MgO(雜質含量小於3%)的工業鋁氧或礬土進行混煉,壓球入高溫迴轉窯或倒焰窯鍛燒;電熔法採用電弧爐熔融高純原料合成尖晶石。電熔合成尖晶石常用作精煉爐、滑板和其它尖晶石製品的原料,在水泥窯中應用較多。對於燒結尖晶石,尖晶石的晶體尺寸爲10~30微米。
製備方鎂石尖晶石磚的鎂砂原料,特別是氧化鋁含量(特別是氧化鋁)。國產化鎂砂MS5、MS97、Ms975的使用較爲普遍。通過對高檔鎂鋁磚的混練、成型、燒製等工藝,製備了一種高溫性能好、抗熱震性高的產品,該產品採用尖晶石砂作顆粒料,並具有良好的耐熱性能。
在水泥迴轉窯、玻璃窯、混鐵爐和耐火材料窯爐中,方鎂石尖晶石磚常用於溫度變化較大的部位。
 
在水泥窯燒製的鎂尖晶石石英磚中使用。
與鎂尖晶石鋯磚相比,方鎂石尖晶石磚的一個重要缺點是不耐鹼性介質的侵蝕。含CaO的水泥熟料與尖晶石發生反應,導致鋼水二次精煉,如RH爐浸漬管,因受轉爐後期高鹼度渣侵蝕而造成尖晶石磚過早蝕損。
在水泥窯燒過程中使用鎂鋯尖晶石鋯磚,簡稱鎂鋯磚,是以鎂砂和鋯英石爲主要原料製成的一種鎂質複合耐火材料,主要化學成分爲MgO、ZrO2和SiO2。方鎂石、鎂橄欖石和斜鋯石的主要礦物組成。
 
採取的措施:一是在電熔鎂砂配料中添加鎂砂;二是向細粉中加入剛玉粉或aAl2O3,三是添加ZrO2。加入電熔鎂砂後,其緻密強度和抗腐蝕性能有所提高,加入剛玉粉或AA2O3可在基質中生成合適的原位尖晶石,優化基體結構;添加ZrO2不僅能提高製品抗熱衝擊性能,還能先與CaO反應生成高熔點(2320℃)鋯酸鈣CaO2,有效防止鹼性介質滲透,保護尖晶石不被分解。
在燒成鎂尖晶石的過程中,基質中的鋯英石與粗粒氧化鎂發生反應,生成鎂橄欖石和以ZrO2包覆在氧化鎂顆粒周圍以防止氧化鎂顆粒受到侵蝕。因爲方鎂石和ZrO_2熱膨脹程度的不同,導致磚內部產生了微小裂紋,並能分散應力。因此,鎂鋯磚具有良好的熱震穩定性,對金屬氧化物和硫化物具有良好的耐腐蝕性。
鎂尖晶鋯磚在水泥窯燒成過程中已經取得了很好的應用效果,在RH真空脫氣爐的試驗中也有很好的應用前景。A、C、QMJG12X爲水泥窯爐燒成帶狀磚,其它爲RH爐。
 

 
常見的鋁-鎂質澆注料凝聚結合機理。
採用或一級高鋁礬土骨料與粉料(Al2O3≥85%的燒結鎂砂粉(MgO≥92%)。80年代的普通鋁一鎂質澆注料是以水玻璃溶液爲粘結劑,在鋼包內襯做鋼包襯時,具有較好的抗渣滲透性,適於用作鑄鋼包的內襯。
普通鋁鎂澆注料含有水玻璃a2O的水玻璃,其高溫荷載軟化溫度低,耐腐蝕性差,不適用於連鑄鋼包和爐外精煉鋼包,因此改爲氧化硅微粉和氧化鎂細粉結合劑,通過凝結作用形成組合。
 
凝聚結合的作用機理爲:SO2微粉和MgO細粉末首先在水中形成溶膠。溶液中SiO_2膠粒具有負電性,MgO顆粒在水化過程中緩慢釋放Mg2離子。
當Mg2+離子被帶電膠體SiO2顆粒吸附,使SO2顆粒表面達到等電點時,SiO2顆粒就會凝結,形成組合。該凝結劑的存在避免了上述水玻璃結合澆注料對Na2O的不良影響,提高了澆注料的高溫使用性能。目前已經廣泛地代替水玻璃結合鋁一鎂質澆注料作爲中、小連鑄鋼包襯裏。
2)普通一鎂質凝聚結結型鋁質澆注料組成如下:骨料20~10mm、50-0~5mm、10~5mm、10mm、40mm?高鋁熱顆粒,粉末由高鋁熟粉(小於0.074毫米)、燒結鎂粉(小於0.074毫米)、氧化硅粉(煙塵硅小於1毫米)組成。集料與粉料的比值一般是(65-70):(35~30)。但是,在粉料(基材)的配合比中應嚴格控制鎂砂和氧化硅微粉的加入。它的加入量根據使用性能要求通過試驗確定。
 
一種用於用於用於普通鎂鋁的尖晶石澆注料
爲了製備高鋁礬土的(或一級)集料,礬土燒結尖晶石骨料與粉末相配合,用鋁礬土作粉體,澆注料有兩種方式:水化(水泥)加澆注料和凝結劑。
1)水化澆注料基質爲燒結尖晶石粉、高鋁熟料粉(或剛玉粉)純鋁酸鈣水泥和微量分散劑。在加入純鋁酸鈣水泥時要嚴格控制添加量,一般爲5%-8%加量過多會大大降低澆注料的高溫使用性能。
2)凝聚結合的澆注料基體是由燒結尖晶石粉、高鋁熟料粉(或剛玉粉)、燒結鎂砂、SO2微粉、微量分散劑組成。而燒結鎂砂粉的添加量一般爲6%-8%的微粉添加量爲2%-3%。
一般高鋁-一尖晶石質澆注料集料的粒度組成可以按照Andreassen粒度分佈方程進行調配。粒徑分佈係數q爲026~0.35。添加量爲10-15%,添加量爲3~1mm,部分添加量小於0.074mm的粉末。
其特點是:中溫(1000℃)和高溫(1550℃)之間的強度差別不大。它能有效地克服熱應力造成的結構剝落,比普通的鋁鎂質澆注料具有更好的抗裂性能。適用於作中、小型連鑄鋼包整體內襯,中間包襯及電爐出鋼槽襯裏等。
 
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