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镁尖晶石砖产品性能特点及尖晶石浇注料介绍

编辑:耐火砖   浏览:   时间:2021-09-10

镁尖晶石和尖晶石制成的镁铝砖一般称为镁尖晶石砖(镁尖晶石砖)、第二代镁尖晶石砖或第二代镁铝砖。


 
MgAl2O4的简写是MgAl2O4,是一种罕见的镁铝尖晶石,因此被称为贵尖晶石。尖晶石的合成方法包括烧结和电熔。根据MgO与A2QO3的分子比,用化学计量法(MgOAl2O3分子比等于1)、MgOAl2O3分子比(MgOAl2O3分子比大于1)、MgOAl2O3分子比小于1)。类尖晶石用于方镁石尖晶石砖的配料比较普遍。
通过烧结成尖晶石的过程,通常采用高纯、轻烧MgO(杂质含量小于3%)的工业铝氧或矾土进行混炼,压球入高温回转窑或倒焰窑锻烧;电熔法采用电弧炉熔融高纯原料合成尖晶石。电熔合成尖晶石常用作精炼炉、滑板和其它尖晶石制品的原料,在水泥窑中应用较多。对于烧结尖晶石,尖晶石的晶体尺寸为10~30微米。
制备方镁石尖晶石砖的镁砂原料,特别是氧化铝含量(特别是氧化铝)。国产化镁砂MS5、MS97、Ms975的使用较为普遍。通过对高档镁铝砖的混练、成型、烧制等工艺,制备了一种高温性能好、抗热震性高的产品,该产品采用尖晶石砂作颗粒料,并具有良好的耐热性能。
在水泥回转窑、玻璃窑、混铁炉和耐火材料窑炉中,方镁石尖晶石砖常用于温度变化较大的部位。
 
在水泥窑烧制的镁尖晶石石英砖中使用。
与镁尖晶石锆砖相比,方镁石尖晶石砖的一个重要缺点是不耐碱性介质的侵蚀。含CaO的水泥熟料与尖晶石发生反应,导致钢水二次精炼,如RH炉浸渍管,因受转炉后期高碱度渣侵蚀而造成尖晶石砖过早蚀损。
在水泥窑烧过程中使用镁锆尖晶石锆砖,简称镁锆砖,是以镁砂和锆英石为主要原料制成的一种镁质复合耐火材料,主要化学成分为MgO、ZrO2和SiO2。方镁石、镁橄榄石和斜锆石的主要矿物组成。
 
采取的措施:一是在电熔镁砂配料中添加镁砂;二是向细粉中加入刚玉粉或aAl2O3,三是添加ZrO2。加入电熔镁砂后,其致密强度和抗腐蚀性能有所提高,加入刚玉粉或AA2O3可在基质中生成合适的原位尖晶石,优化基体结构;添加ZrO2不仅能提高制品抗热冲击性能,还能先与CaO反应生成高熔点(2320℃)锆酸钙CaO2,有效防止碱性介质渗透,保护尖晶石不被分解。
在烧成镁尖晶石的过程中,基质中的锆英石与粗粒氧化镁发生反应,生成镁橄榄石和以ZrO2包覆在氧化镁颗粒周围以防止氧化镁颗粒受到侵蚀。因为方镁石和ZrO_2热膨胀程度的不同,导致砖内部产生了微小裂纹,并能分散应力。因此,镁锆砖具有良好的热震稳定性,对金属氧化物和硫化物具有良好的耐腐蚀性。
镁尖晶锆砖在水泥窑烧成过程中已经取得了很好的应用效果,在RH真空脱气炉的试验中也有很好的应用前景。A、C、QMJG12X为水泥窑炉烧成带状砖,其它为RH炉。
 

 
常见的铝-镁质浇注料凝聚结合机理。
采用或一级高铝矾土骨料与粉料(Al2O3≥85%的烧结镁砂粉(MgO≥92%)。80年代的普通铝一镁质浇注料是以水玻璃溶液为粘结剂,在钢包内衬做钢包衬时,具有较好的抗渣渗透性,适于用作铸钢包的内衬。
普通铝镁浇注料含有水玻璃a2O的水玻璃,其高温荷载软化温度低,耐腐蚀性差,不适用于连铸钢包和炉外精炼钢包,因此改为氧化硅微粉和氧化镁细粉结合剂,通过凝结作用形成组合。
 
凝聚结合的作用机理为:SO2微粉和MgO细粉末首先在水中形成溶胶。溶液中SiO_2胶粒具有负电性,MgO颗粒在水化过程中缓慢释放Mg2离子。
当Mg2+离子被带电胶体SiO2颗粒吸附,使SO2颗粒表面达到等电点时,SiO2颗粒就会凝结,形成组合。该凝结剂的存在避免了上述水玻璃结合浇注料对Na2O的不良影响,提高了浇注料的高温使用性能。目前已经广泛地代替水玻璃结合铝一镁质浇注料作为中、小连铸钢包衬里。
2)普通一镁质凝聚结结型铝质浇注料组成如下:骨料20~10mm、50-0~5mm、10~5mm、10mm、40mm?高铝热颗粒,粉末由高铝熟粉(小于0.074毫米)、烧结镁粉(小于0.074毫米)、氧化硅粉(烟尘硅小于1毫米)组成。集料与粉料的比值一般是(65-70):(35~30)。但是,在粉料(基材)的配合比中应严格控制镁砂和氧化硅微粉的加入。它的加入量根据使用性能要求通过试验确定。
 
一种用于用于用于普通镁铝的尖晶石浇注料
为了制备高铝矾土的(或一级)集料,矾土烧结尖晶石骨料与粉末相配合,用铝矾土作粉体,浇注料有两种方式:水化(水泥)加浇注料和凝结剂。
1)水化浇注料基质为烧结尖晶石粉、高铝熟料粉(或刚玉粉)纯铝酸钙水泥和微量分散剂。在加入纯铝酸钙水泥时要严格控制添加量,一般为5%-8%加量过多会大大降低浇注料的高温使用性能。
2)凝聚结合的浇注料基体是由烧结尖晶石粉、高铝熟料粉(或刚玉粉)、烧结镁砂、SO2微粉、微量分散剂组成。而烧结镁砂粉的添加量一般为6%-8%的微粉添加量为2%-3%。
一般高铝-一尖晶石质浇注料集料的粒度组成可以按照Andreassen粒度分布方程进行调配。粒径分布系数q为026~0.35。添加量为10-15%,添加量为3~1mm,部分添加量小于0.074mm的粉末。
其特点是:中温(1000℃)和高温(1550℃)之间的强度差别不大。它能有效地克服热应力造成的结构剥落,比普通的铝镁质浇注料具有更好的抗裂性能。适用于作中、小型连铸钢包整体内衬,中间包衬及电炉出钢槽衬里等。
 
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