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烧结镁砂与电熔镁砂的性能特点

发表时间:2022-07-23 访问量:11739

      耐火原料对耐火制品的性能和质量有直接的影响。只有耐火原料的品种和档次不断进步,才能使耐火材料的品种增多,性能和质量不断提高。优质镁铬耐火制品的生产同样离不开优质原料。我国具有丰富的镁质耐火原料,但由于开采加工手段落后,长期以来耐火原料质量的不稳定一直是制约我国耐火材料工业发展的一大问题。因此,了解镁质、镁铬质耐火原料的基本性能、国内外研究现状,对提高我国现有原料的质量、开发高性能耐火材料是十分重要的。

烧结镁砂

      烧结镁砂是将菱镁矿、水镁石煅烧后的氧化镁,或者由海水或卤水制得的氢氧化镁在1450-1900℃下充分烧结而得到的氧化镁原料。我国所说的烧结镁砂通常是指以菱镁矿为原料煅烧而得的产品,由海水或卤水氢氧化镁锻烧而成的镁砂则称为海水镁砂或卤水镁砂。由于镁砂的烧结温度高,烧结程度好,故烧结镁砂也称为死烧镁砂,以与轻烧氧化镁相区别。

      在工业生产中,通常将菱镁矿直接压块烧结的方法称为“一步煅烧”;而将菱镁矿先在1000℃左右轻烧,然后再压块与烧结的工艺称之为“二步煅烧”。根据国际上主要以MgO含量、颗粒体积密度和Ca0/SiO2比对烧结镁砂划分等级的分类方法,我国标准GB/T2273-2007对耐火材料用烧结镁砂的技术条件作了规定,详见表2-1。

烧结镁砂中的方镁石晶体多为不规则粒状,其晶体尺寸大小和形状取决于原料的纯度和烧结程度。图2-1为中国生产的牌号为DBM-97烧结镁砂的显微结构。镁砂的晶体尺寸为80-130um,深灰色晶间结合相为C2S,多晶间气孔。图2-2为Alpine山脉高铁烧结镁砂的显微结构。镁砂的晶体尺寸为120~180um,亮白色晶间结合相为C2F和MF,多晶间气孔。两者的化学成分和体积密度等理化指标见表2-2。

电熔镁砂

      电熔镁砂(FusedMagnesia)是由天然菱镁矿、轻烧氧化镁粉或烧结镁砂等在电弧炉中高温熔融而成的镁质原料,因其强度、抗侵蚀性及化学惰性均优于烧结镁砂,在镁质及镁碳质耐火材料中正越来越多地取代烧结镁砂。

      与烧结镁砂相比,电熔镁砂中硅酸盐相含量低,方镁石的直接结合程度高,可以充分地发挥出方镁石的良好性能。此外,由于使用时熔渣多从方镁石的晶界开始侵蚀,因此大结晶电熔镁砂比烧结镁砂中方镁石微晶的抗侵蚀性强得多。因此,近年来世界各国加强了大结晶电熔镁砂的研究与开发。烧结法制得的大结晶镁砂中方镁石平均尺寸为60-200um,而一般电熔镁砂中方镁石结晶尺寸为200-400um,大结晶电熔镁砂可达700-1500um,甚至5000um以上。

      但对“大结晶”电熔镁砂,高振昕从显微结构角度提出了自己的观点。他认为如果从纯度与晶体尺寸具有一定相关性考虑,要求大晶体以求较高纯度是合理的,但大结晶有结构强度偏低的缺陷。这是因为,首先,大结晶解理发育充分,易沿解理面开裂;其次,大结晶多为平直晶界,受力后也易发生沿晶开裂。因此,用电熔镁砂制砖时在成型中容易使颗粒破碎。国外在生产镁质制品时,常采用海水镁砂做大颗粒(2-5mm),用电熔镁砂做中颗粒(0.1-1mm),可能就是为了避免电熔镁砂颗粒在成型过程中破碎。



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