鎂質(zhì)耐火磚主要是以是以菱鎂礦、海水鎂砂和白云石等作為原料,以方鎂石為主晶相、氧化鎂含量在80%以上的耐火磚屬于堿性耐火磚,鎂質(zhì)耐火磚主要分為鎂磚、鎂硅磚、鎂鋁磚、鎂鈣磚、鎂碳磚及其他品種等。高純鎂磚的荷重軟化點(diǎn)和耐熱震性都遠(yuǎn)較一般鎂磚為好。耐火度高,對(duì)堿性渣和鐵渣有很好的抵抗性,是一種重要的高級(jí)耐火材料。
1、鎂磚的主要性能
a、耐火度
因?yàn)榉芥V石(MgO)結(jié)晶的熔點(diǎn)很高,可達(dá)2800℃,故鎂磚的耐火度在一般耐火磚中是最高的,通常在2000℃以上。
b、高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度
鎂磚的高溫強(qiáng)度不好,荷重開(kāi)始軟化溫度在1500~1550℃之間,比耐火度低500℃以上。
c、抗渣性
鎂磚屬于堿性耐火材料,對(duì)于CaO、FeO等堿性熔渣的抵抗能力很強(qiáng),故通常用做堿性熔煉爐的砌筑材料,但對(duì)于酸渣的抵抗力則很差。鎂磚不能與酸性耐火材料相接觸,它們?cè)?500℃以上就相互起化學(xué)反應(yīng)而被侵蝕。因此,鎂磚不能和硅磚等混砌。
d、熱穩(wěn)定性
鎂磚的熱穩(wěn)定性很差,只能承受水冷2~8次,這是它的很大缺點(diǎn)。
e、體積穩(wěn)定性
鎂磚的熱膨脹系數(shù)大,在20~1500℃之間的線膨脹系數(shù)為14.3×106,故砌磚過(guò)程中,應(yīng)留足夠的膨脹縫。
f、導(dǎo)熱性
鎂磚的導(dǎo)熱能力約為粘土磚的幾倍。故鎂磚砌筑的爐體外層,一般應(yīng)有足夠的隔熱層,以減少散熱損失。不過(guò)鎂磚的導(dǎo)熱性隨溫度升高而下降。
g、 水化性
煅燒不夠的氧化鎂與水作用,產(chǎn)生以下反應(yīng):
MgO+H2O→Mg(OH)2
這稱(chēng)為水化反應(yīng)。由于此反應(yīng),體積膨脹達(dá)77.7%,使鎂磚遭受?chē)?yán)重破壞,產(chǎn)生裂紋或崩落。鎂磚在儲(chǔ)存過(guò)程中必須注意防潮。
2、鎂磚的應(yīng)用
鎂磚在冶金工業(yè)中應(yīng)用很廣。煉鋼工業(yè)中可用來(lái)砌筑堿性平爐爐底和爐墻,頂吹轉(zhuǎn)爐爐襯,電弧爐爐墻、爐底,均熱爐和加熱爐爐底,混鐵爐內(nèi)襯。有色冶金工業(yè)中用以砌筑銅、鎳、鉛鼓風(fēng)爐爐缸、前床,精煉銅反射爐,礦石電爐內(nèi)村等。
鎂鋁磚、鎂鉻磚和鎂碳磚:
1)鎂鋁磚
鎂鋁磚是采用含鈣少的煅燒鎂砂(MgO>90%,CaO<2.2%)作原料,加入約8%的工業(yè)氧化鋁粉,以亞硫酸紙漿廢液做結(jié)合劑,在1580℃的高溫下燒成的制品。
鎂鋁磚的礦相組成是以方鎂石為主晶,鎂鋁尖晶石(MgO. Al2O3)為基質(zhì)。后者代替鎂磚中的鈣鎂橄欖石,成為方鎂石的結(jié)合劑。
鎂鋁磚與鎂磚比較,具有以下特點(diǎn):
(1)鎂鋁磚的耐急冷急熱性好,可承受水冷20~25次,甚至更高。
(2)由于鎂鋁尖晶石本身的熔點(diǎn)較高,故鎂鋁磚的高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度比鎂磚有所改善,達(dá)到1520~1580℃,甚至更高。
鎂鋁磚具有以上優(yōu)良性能,故在我國(guó)已廣泛用做煉鋼平爐,煉銅反射爐等高溫熔煉爐爐頂?shù)钠鲋牧希〉昧搜娱L(zhǎng)爐子壽命的效果。大型平爐可達(dá)300爐左右,中小型平爐在1000爐以上。
2)鎂鉻磚
鎂鉻磚是加鉻鐵礦于燒結(jié)鎂砂中做為原料制成的含Cr2O3≥8%的耐火制品, 其主要礦相組成為方鎂石和含鉻尖晶石(MgO. Cr2O3)。
鎂鉻磚對(duì)堿性熔渣的侵蝕有一定的抵抗能力,高溫下的體積穩(wěn)定性好,在1500℃時(shí)重?zé)收縮很小。主要缺點(diǎn)是鉻尖晶石吸收氧化鐵后,使磚的組織改變,引起“暴脹”,加速磚的損壞。
鎂鉻磚常用來(lái)砌筑煉銅爐、電爐、回轉(zhuǎn)窯及平爐的某些部位。
3)鉻質(zhì)耐火磚
含Cr2O3量較高(30%以上),而MgO量較少(10~30%)的耐火磚為鉻質(zhì)耐火磚。
它的主要特性是屬于中性耐火材料,因?yàn)镃r2O3屬于中性氧化物,故對(duì)堿性熔渣和酸性熔渣都有良好的抵抗能力。鉻磚有時(shí)用來(lái)砌筑在酸性耐火磚和堿性耐火磚交界的地方,以免酸性耐火磚與堿性耐火磚之間在高溫下起反應(yīng)。
4)鎂碳磚
鎂碳磚是采用高純度鎂砂、電熔鎂砂、石墨粉為原料,以中溫瀝青為結(jié)合劑,高壓成型而制成。
鎂碳磚在我國(guó)是近幾年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型高級(jí)耐火材料。該制品具有熱穩(wěn)定性好,荷重軟化溫度與高溫抗折強(qiáng)度高,抗堿性渣侵蝕能力強(qiáng)的特點(diǎn)。
鎂碳磚是當(dāng)前煉鋼爐采用的主要耐火材料之一,它主要用于轉(zhuǎn)爐、電爐的渣線部位其爐襯及爐外精煉的鋼包等。由于其性能比鎂磚和焦油白云石磚好,故用在煉鋼爐上爐齡壽命可大大提高。