共同细磨粉在配料中的加入量必须适应Al2O3含量和颗粒组成中的细粉含量。生产镁铝砖时,销售炉底预砌原料镁砂中应严格限制CaO含量,因为CaO在镁铝砖中形成钙镁橄榄石(CMS),1%的CaO形成2.8%CMS。CMS越多,在高温下出现的液相量也越多。例如,在MgO-MS-MA系统里,炉底预砌厂家形成液相的开始温度为1700℃.CMS存在时,1500℃便出现液相。MA-CMS二元系统中出现液相的温度仅为1410℃.同时由于CaO含量高而形成的溶液的粘度小,流动性好,会明显低降低荷重软化温度。
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,销售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。
自20世纪60年代中期,在水泥回转窑高温带就开始使用直接结合镁铬砖。镁铬砖主要成分是氧化铬,销售炉底预砌占有比例达8%〜20%。氧化铬的很多优点其他氧化物很难代替。氧化铬的原料来源于铬铁矿,使用于镁铬砖的铬铁矿具有提高抗热震性、抗侵蚀性、挂窑皮性、高温强度高、导热系数低等诸多优点,价格又很低廉。若不考虑环保因素,镁铬砖是一种性价比很高的耐火材料。但是,众所周知,镁铬砖会产生大量水溶性六价铬,六价铬是一种强致癌性的重金属污染物。炉底预砌厂家水泥生产过程中产生的六价铬,主要来源就是回转窑烧成带的镁铬砖。目前使用过的废弃镁铬砖基本上没有被利用,也未采取集中堆放处理,会对水源和土壤造成严重污染,已引起社会的广泛关注。半再结合镁铬砖是指以部分电熔镁铬砂为原料烧成的耐火制品。半再结合镁铬砖的主要矿物组成为方镁石、尖晶石和少量硅酸盐。其抗热震生优于直接结合镁铬砖。半再结合镁铬砖的主要应用部位有:闪速炉沉淀池池壁;电炉炉膛;澳斯麦特炉;反射炉炉底工作层、出铜口。
辽宁镁铬砖国外通常将全由人工合成原料、共烧结镁铬料或电熔镁铬料(或加有部分电熔镁砂)制作的镁铬砖皆称为再结合镁铬砖。而国内生产的电熔再结合镁铬砖(ReboundedMagnesia-chromeBrick)通常以电熔预合成的镁铬料为原料,销售炉底预砌由于原料纯度高,故需要在1750℃以上的高温或超高温下烧成。此外,因该工艺借助电熔法预先制取尖晶石化完全、直接结合率高、相分布均匀的镁铬合成料,炉底预砌厂家从而获得了较为均匀的结构,使方镁石固溶体兼备抗热震性和抗侵蚀性的优点,提高了制品的性能。电熔再结合镁铬砖灰色颗粒为镁砂,含白色脱溶相的颗粒为电熔预合成的镁铬砂。在图3b中,白色颗粒为铬矿,灰色所含脱溶相较小的颗粒为镁砂,灰色所含脱溶相较大的颗粒则为电熔预合成的镁铬砂。由图3可知:电熔再结合镁铬砖基质部分以电熔镁铬砂为主,其次有较多的复合尖晶石(白色)填充于镁铬砂晶间。基质结构呈致密的网络状,耐火晶粒间呈直接结合,无硅酸盐结合相。
硅酸盐结合镁铬砖的典型显微结构照片灰色颗粒为镁砂,白色的中颗粒为铬矿。白色颗粒为铬矿,销售炉底预砌灰色浑圆状颗粒为镁砂,由于该硅酸盐结合镁铬砖烧成温度高,大于1580℃,因此,镁砂颗粒内包含有大量的尖晶石脱溶相。硅酸盐结合镁铬砖的基质中主晶相为粒状方镁石,炉底预砌厂家镁砂和铬矿颗粒间或各自颗粒间则多以灰白色薄膜状硅酸盐(CMS)胶结相或为气孔所隔离,其次有少量的复合尖晶石(白色)填充于方镁石晶间,但直接结合程度很低。基质为较致密的网络状结构,气孔多为条状,少部分呈封闭趋势。由于硅酸盐结合的显微结构特征不利于普通镁铬耐火制品的高温力学性能和抗化学侵蚀性能,因此硅酸盐结合镁铬砖通常用于对性能要求不苛刻的部位。
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