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石家莊鎂鋁(lǚ)尖晶石相(xiàng)關內(nèi)容

發表時間:2021-09-29 訪問量:59550

鎂(měi)鋁尖晶石砂是以氧化鎂和三氧化二鋁為原料,經(jīng)高溫煆燒合成的尖晶石質耐火材料(liào)。該(gāi)原(yuán)料在(zài)自然界(jiè)發現(xiàn)極少,工業用的鎂鋁尖晶石幾乎全是人工合成的。合成鎂鋁尖晶(jīng)石MgOAl2O3的理論化學組成為MgO28.3%,Al2O371.7%,熔點為(wéi)2135℃,具有耐高溫,熱穩定性好,抗渣性(xìng)強,熱膨脹係數(shù)小等優點(diǎn),是(shì)一(yī)種優質耐火原料。

鎂鋁尖晶石(shí)為等軸晶係(xì)、立方體、八(bā)麵(miàn)體所構成的八麵體晶形,無解(jiě)理、熱震性好。MgAlO4同MgO和Al2O3相比,膨脹係數低,熱導率小,並隨溫度上升而下降。另外,由於MgAlO4生成中的MgO和Al2O3在氣氛變化時不發生變化,所以它與FeCr2O4相比,在氧化還原(yuán)氣氛中十分穩定(dìng)。鎂鋁尖晶(jīng)石砂(shā)的(de)人工合成方法是用工業氧化鋁或高純度鋁礬土和輕燒氧化鎂為原料,按要求的配比加入,經細磨、混勻、成球、在回轉窯或豎窯中經1800℃以上高(gāo)溫煆燒,或上述原料(liào)按一定(dìng)配比,在電(diàn)弧爐中的2200℃左右的高溫熔融而合成電(diàn)熔鎂鋁尖晶(jīng)石砂。

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燒結法

燒(shāo)結鎂鋁尖晶石砂比電熔鎂鋁尖晶石砂經濟,而(ér)且在許多(duō)情況下,能夠(gòu)代替電熔鎂鋁尖晶石砂,燒結鎂鋁尖晶石的工藝有兩種(zhǒng):其一(yī)是根據燒結(jié)程度,將選(xuǎn)定Al2O3、MgO、水(shuǐ)和結合(hé)劑磨細,並在筒磨機中混合後成型(xíng)並幹(gàn)燥(zào),再於回轉窯內(nèi)強化燒結。另一種工藝是將Al2O3和MgO按所確(què)定的比例共同細磨(mó)(或(huò)者各自磨細後(hòu)再混合),混合料幹粉成球,再於回轉窯內強化燒結。其強化燒結的(de)溫度應在(zài)1900℃以上。

在燒結尖晶石中(zhōng),有活性MgO均勻分(fèn)布在尖晶石顆粒之中,但(dàn)在顆中觀察到了很多的微孔,在微孔中析出了矽酸鹽,燒(shāo)結(jié)尖晶石可采用氫氧化(huà)鋁、煉燒氧化鋁、片狀氧化鋁和電熔氧化鋁作(zuò)為氧(yǎng)化鋁原料,而采用碳酸鎂、氫氧化鎂和燒(shāo)結氧化鎂(měi)作為氧化鎂原(yuán)料。試驗結果表明,生產燒結尖晶(jīng)石最適合的原料(liào)是工業氧化鋁和燒結(jié)氧化鎂,其中(zhōng),原料細磨粒(lì)度是關鍵的工藝參(cān)數。將配料(liào)共同(tóng)細磨、壓球,在1750℃以上的溫度煆燒可以獲得性能優良的鎂鋁尖晶石砂。控製合理的煆燒鎂(měi)鋁尖晶石砂(shā)的配料(liào),可以使其主晶相為細小的鎂鋁尖(jiān)晶石晶體,並形成巢狀網(wǎng)絡結構,其間有少量的方鎂石晶體。

活性尖晶石與燒結尖晶石不同,它是在較低溫度下(12001300℃)合成的。由於合成溫度較低,細粉狀的混合料,沒有完全(quán)轉變為尖晶石。根據X射(shè)線衍射的結果,按理論的(de)組成配料的活性尖晶石中,分(fèn)別含有少量(約10%15%)的α-Al2O3和痕量(約(yuē)為5%10%)的MgO。生產活性尖晶石的關(guān)鍵是輕燒(shāo)溫度,當溫度太高時,Al2O3和MgO會完全合成尖晶石,因而細粉的表麵積(jī)和燒結性能都降低;當溫度太低時,尖晶石的合成不足,活性Al2O3和MgO太多(duō)。活性尖晶石作為(wéi)生產耐火材料中的細(xì)粉即活性細粉,可使材料具有所希望的更大密度,將活性尖晶石經細(xì)粉碎(suì)—幹粉壓球—燒結的工藝生產尖晶石時(shí),在1700℃下燒結即能獲得高密度尖晶石砂,其體積密(mì)度能達到3.4g/cm3以上。


電熔法

在生產電熔鎂鋁尖晶石時,一般采用拜爾(Bayer)法生產的Al2O3與高純MgO按尖晶石的理論組成混合,也可以使用其他來源的(de)氧化鋁和MgO作原料,混合料中MgO含量可以在35%50%之內選定。因為(wéi)混合料中MgO含量過高或偏低都會使熔化不佳,由於黏度高而使熔體難於澆注,加(jiā)入鉻礦對熔體和澆注均無副作用。通常混合料在可傾式電爐或者漩渦熔(róng)化爐中熔化熔融混合物固化-破碎成電熔鎂鋁尖晶石原料。采用漩渦熔化爐可以熔製各(gè)種配方(fāng)的電熔鎂鋁尖晶石,它(tā)是將選定(dìng)比例的混合料在該爐內加熱到高於(yú)熔化溫度150250℃(熔池內(nèi)的極限溫度為(wéi)2300℃),所以(yǐ)可以熔煉熔(róng)點(diǎn)不高於21002150℃的熔體材料,電熔塊的不(bú)同位置,其結構(gòu)是不同的,一般是上部和(hé)周邊的蜂窩形氣孔數量多,其中符合理論組(zǔ)成的尖晶石熔塊(kuài)的氣孔率更大,但含有(yǒu)過量(liàng)MgO和加入Cr2O3(一(yī)般以鉻礦形式(shì)加入)的熔塊(kuài)的氣孔率較(jiào)低。因此(cǐ),生產電熔尖晶石工藝的(de)關鍵是如何獲得具有(yǒu)均勻結構的產品,同時適當地排除氣孔以減少產品的氣孔率偏析。

此外,加(jiā)入Cr2O3的另(lìng)一個優點(diǎn)是可(kě)以(yǐ)提高熔融材料的耐火度。符合理論組成的混合料熔體澆(jiāo)注到金(jīn)屬膜內,結晶成(chéng)塊(kuài)後形成尖晶石,尖晶(jīng)石含量在80%95%以上,其餘(yú)為矽酸鹽和玻璃狀物質。結晶塊中還存在(zài)二次尖(jiān)晶石。在(zài)高於更低共熔點溫度下結晶的無雜(zá)質尖晶石稱為一次尖晶石;在低於更(gèng)低共熔點溫度下結晶的尖晶石(有方鎂石夾雜)固熔體稱為二次尖晶石。通常,二次尖晶石在熔塊的上部結晶(jīng),而一次尖晶(jīng)石(shí)則主要(yào)在(zài)熔塊下部結晶。有Cr2O3時則發現晶格明顯畸(jī)變,說(shuō)明Cr2O3按置換型熔於尖晶石的晶格之內。通過控製出爐熔體的冷卻速度可以製(zhì)得(dé)結晶(jīng)程度不(bú)同的電熔鎂鋁尖晶石(其中有的晶體(tǐ)結構缺陷較高(gāo)),用結構缺(quē)陷較高的尖晶石生產鎂鋁尖晶石製品時可保證在燒成時具有所要求(qiú)的燒結活(huó)性。電熔鎂鋁尖晶石(shí)的(de)一(yī)個重要特征是(shì)在發育很大的結晶中,觀察到呈帶狀(zhuàng)解理,並沿該解理麵析出了活(huó)性的MgO。

以鎂鋁尖晶石為主體原料的尖晶石耐火材料,如(rú):方鎂石尖(jiān)晶石磚、尖晶石方(fāng)鎂(měi)石磚(zhuān)、尖晶石磚等已應用在鋼鐵、水(shuǐ)泥、玻璃等工(gōng)業部門,並不斷開發新的領域(yù)

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