目前,製備鎂鋁尖晶(jīng)石(shí)的常(cháng)用方法是固(gù)相反應合成法,即以氧化物、氯氧化物或碳酸鹽為原料,將原(yuán)料混合壓坯後在(zài)高溫下(大於1400℃)反應製備尖晶石。沈陽鎂磚(zhuān)
電熔法是工業上另一種常用的合成尖晶石(shí)的方法,此種方法也存在能耗大等缺點。
而如溶膠一凝膠(jiāo)法、水熱法等濕化學法雖然能在較低(dī)溫度(dù)下合成尖晶石,但是(shì)其操作工藝複雜、所需設備昂貴、成(chéng)本太高而無法(fǎ)滿足大規模工業生產的需(xū)要。
以沈陽(yáng)鎂砂和鎂鋁尖晶石砂為原料生產的鎂鋁尖晶石磚,通常稱為鎂鋁(方鎂石一尖晶石(shí)磚)。用於生產方鎂石尖晶石磚的鎂砂(shā)原料,要求有盡量低的(de)雜質含量(尤其是CaO)。
國產燒結鎂砂(shā)MS95、MS97、MS97.5、DMS97的使用較普遍。采用尖晶石砂作顆粒料,以鎂砂作細粉和部分顆粒料(liào),按(àn)照(zhào)鎂鋁(lǚ)磚的混煉、成(chéng)形、燒成工藝生產,可製(zhì)造出高溫性(xìng)能好,熱震穩定性(xìng)高的產品。
鎂鋁尖晶石磚常(cháng)用於(yú)水泥回轉窯、玻璃窯格子體(tǐ)、混鐵爐及耐火材料窯爐中溫度變化大的區段。
2.鎂鋁鉻尖(jiān)晶石磚:
鎂鋁鉻尖晶石磚體(tǐ)係即為方鎂石/鎂鋁鉻尖晶石(shí)係(xì)統:MgO-R2O3(Cr2O3、Al2O3)係(xì)統。
為便於比較鎂鋁鉻製品的生產,向MgO中引入(rù)Cr2O3多以鉻(gè)礦形式,製造過(guò)程常常是Cr2O3、Al2O3、Fe2O3這些倍(bèi)半氧化物相伴出現。
首先,從耐高溫(wēn)、抗渣性角度(dù),在MgO-R2O3係統中,MgO-MgO·Cr2O3係具有優越性,這除(chú)了它有較高的共熔溫度(2350℃)外,還在於Cr2O3在矽酸(suān)鹽液(yè)相中的較低溶解度。
眾所周知,較低的溶解度應有較強的(de)析晶(jīng)能力,能有效地降低晶格間界麵能(néng),使矽酸鹽液相趨於向昌粒間隙中移動呈孤立狀,易實現方鎂石晶(jīng)粒間或通過(guò)鎂鉻尖晶石搭橋的直接結合,可有效提(tí)高(gāo)高溫強度和(hé)抑製熔渣滲透,提高抗渣性(xìng)。
但Cr2O3揮發性比較高,高溫下(xià),特別在(zài)真空條件下穩定性較差。
其次(cì),從抗熱震性這(zhè)個角度,MgO-MgO·Al2O3係更具優越性(xìng)。因為(wéi)高溫下MgO·Al2O3或Al2O3在MgO中(zhōng)的固溶一膠溶作用(yòng)較(jiào)MgO·Cr2O3或Cr2O3、尤其MgO·Fe2O3或Fe2O3弱得多,而MgO·Al2O3在1600℃以上高溫蒸氣壓也比MgO·Cr2O3低。
因此,MgO-MgO·Al2O3係材(cái)料在溫度波動時較為穩(wěn)定,具有良好(hǎo)的抗熱震性。
比較MgO-MgO·Al2O3與(yǔ)MgO-MgO·Cr2O3係統,在MgO/R2O3比例一定(dìng)的情況下,可以推測(cè),熔融MgO-MgO·Al2O3係材(cái)料,方鎂石晶粒內的沉析(xī)尖晶石較少,而晶間尖晶(jīng)石較多,而MgO-MgO·Cr2O3係材料則有較(jiào)多(duō)的晶內沉析尖晶石(shí)和較少的晶間尖晶石。
顯然,改變R2O3中各成分比例,則可調整(zhěng)尖晶石相(xiàng)的分布,改變顯微結構。
3.鎂鐵鋁尖晶石磚:
鎂鐵鋁尖晶石磚主要(yào)應(yīng)用於水泥窯燒成帶,水泥窯燒成帶用(yòng)傳統耐火材料多以鎂(měi)鉻質耐火(huǒ)材料為主,由於用後沈陽鎂鉻(gè)磚中可溶解(jiě)於水中的劇毒六價鉻(gè)會造成嚴重的環境汙染。
尋找水泥窯的無鉻化替(tì)代產品得到了專(zhuān)家的公認,氧化鎂-鐵鋁尖(jiān)晶石磚是由RHI公司於20世紀90年代提出的,它是將鎂砂和預合成的鐵鋁(lǚ)尖晶石混合成型,在一定的工藝下高溫燒成。
現在已被廣泛地應(yīng)用於水泥回(huí)轉窯的(de)爐襯,替(tì)代鎂鉻磚。
鎂鋁尖晶石的顯微結(jié)構特征(zhēng)比較複雜,以鎂砂顯微結構和(hé)鐵鋁尖晶石顯微結(jié)構(gòu)的組合(hé)為主,鎂砂和鐵鋁尖晶石界麵之間通過Mg2+、Al3+、Fe2+離子間的(de)相互擴散,緊密結合,實現材料(liào)的直(zhí)接結合。鉻鎂磚與(yǔ)鎂鉻磚一樣,其主(zhǔ)要礦物組成都是尖晶石一方鎂石。它也是以燒結鎂砂和鉻鐵礦為主要原料(liào),按(àn)適當比例製成(chéng)的複合堿性耐火(huǒ)材(cái)料製品。其原料配比無明確規定,一般把絡鐵礦加入量小於50%的稱為鎂鉻磚,50%或大於50%的稱為鉻鎂(měi)磚。其生產工藝、性(xìng)能特點和用途基本相近(jìn)。
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