面对水泥窑无铬化,企业开始研究新产品来替代镁铬砖,镁铁铝尖晶石砖打破了镁铬砖在水泥窑碱性耐火材料中的主导地位,优质炉底预砌代替了镁铬砖在过渡带中的位置。于是烧成带用镁铬砖,过渡带用尖晶石砖的基本格局在20世纪70年代的大型预分解窑内基本奠定。在实际的应用中,炉底预砌厂家应根据窑炉结构、工况环境来进行合理的镁铬砖配置。除了上述的镁铬砖外,在铜冶金热工窑炉中还会用到镁铬质捣打料、镁砂填料、镁铬质浇注料等镁铬质不定形耐火材料。
熔铸镁铬砖是专为炼铜工业设计的耐火材料,生产采用熔铸原理,即将原料、外加剂通过混合、破碎、压制等方法进行预处理之后,以电炉将物料熔融为液态,优质炉底预砌在磨具中浇筑成型得的粗坯,最后通过切削等方式对粗坯进行处理到熔铸镁铬砖。熔铸镁铬砖在抗渣渗透方面具有独特的优越性,但生产难度大、价格昂贵,炉底预砌厂家而且由于整体成型之后可以看做一个刚性体,起缓冲作用的气孔以及微裂纹较少,抗热震性较差。自上世纪五十年代起,硅酸盐结合的镁铬砖就开始在铜冶炼工业中开始运用,随着铜冶炼工艺的技术发展硅酸盐结合的镁铬砖开始淡出铜冶炼的视线,但在某些转炉中依然有所应用,主要用于上炉膛、烟道口等位置。
镁铬砖中的铬尖晶石很难被水泥成分润湿,一般认为分散在液相中的Cr2O3,可以提高液相的粘度,抑制液相向砖深部渗透,所以在水泥回转窑烧成带的高温度区,优质炉底预砌大多数使用镁铬砖。但在高温下水泥熟料与砖直接接触,使砖熔融时氧化镁与水泥熟料反应生成CMS,这样就加快了砖的损毁。镁铬砖在水泥窑内使用时,在碱的作用下, 炉底预砌厂家3价铬转化为氧化能力极强的6价铬,在空气内铬化物的含量超过10mg/m3,水溶液含铬量超过0.5mg/L时,将对人体产生极为严重的危害,从80年代中期起工业化国家纷纷制定一系列环保、卫生等方面的规范,镁铬砖的使用受到了一定的限制。
镁铬砖价格普通硅酸盐结合的镁铬砖是采用中档以下镁砂、较低品位的铬矿,在1550℃下烧制形成的。普通硅酸盐结合的镁铬砖含有较多的硅酸盐相,优质炉底预砌二次尖晶石数量比较少,形成了硅酸相包裹方镁石相的显微结构。在普通硅酸盐结合镁铬砖中,低熔点的硅酸盐相将高熔点的方镁石已经铬铁矿隔开包裹,高熔点的方镁石、铬铁矿直接以硅酸盐结合不形成直接结合结构,低熔点的硅酸盐相互连通形成连续相;低熔点的硅酸盐相极易在使用过程中软化熔解,炉底预砌厂家严重影响镁铬砖的荷重软化温度、热态强度、体积稳定性等性能;此外裂纹可以通过硅酸盐玻璃相扩展,熔渣也较易于从薄弱的硅酸盐玻璃相渗透腐蚀,所以硅酸盐结合镁铬砖的抗热震和抗渣侵蚀性能较差。
现在越来越多镁铝砖的企业为了改善镁砖的抗热震性,在配料中引入氧化铝或铝矾土熟料,优质炉底预砌形成镁铝尖晶石基质,从而制成镁铝砖。镁铝砖是以方镁石为主晶相,镁铝尖晶石为基质的碱性耐火制品,也称为方镁石尖晶石砖。在生产镁铝砖时,为了使镁铝尖晶石均匀分布于砖的基质中,一般采用镁砂-高铝矾土在筒磨机中共同细磨。炉底预砌厂家高铝矾土的加入量一般按制品中含7%~8%Al2O3进行计算。镁铝砖料的颗粒组成要严格采用“两头大、中间小”的原则进行配比,保证大颗粒和细粉的数量,减少中间颗粒。
4)采取静态坩埚法对浸渍前后的镁铬砖进行抗铜锍侵蚀试验。铜锍取自大冶铜冶炼厂诺兰达转炉。优质炉底预砌具体过程为:将镁铬砖加工成中孔为25mm×30mm,外形尺寸为70mm×70mm×70mm的坩埚试样,往坩埚内装入<0.1mm的铜锍粉35g,置于电阻炉中,在氩气气氛中(以避免铜锍氧化)按一定的升温速率升至1350℃保温3h,随炉冷却后沿坩埚中线切开,观察比较抗侵蚀性的优劣。5)采用高压釜法检测浸盐前后镁铬砖的抗水化性能:将镁铬砖加工成6个60mm×60mm×60mm的正方体,在105~120℃下干燥后, 取出其中3个炉底预砌厂家测定平均耐压强度,再将其余3个放入高压釜中进行水化试验(温度:160℃;压力:0.29 MPa;保温时间:3h),观察水化后试样的龟裂和剥落情况,并测出3个试样的平均耐压强度。以试样水化前后平均耐压强度下降的百分率来表征材料的抗水化性能。
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