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三明鋁鎂碳磚及鎂碳磚主要原料對制品的影響有哪些???

發(fā)表時(shí)間:2024-06-04 訪問量:54512

三明鎂碳磚及鎂碳磚原材料

眾所周知,鋁鎂碳磚及鎂碳磚生產(chǎn)過程中,所采用的原材料主要有特級礬土熟料、高純鎂砂、三明電熔鎂砂、石墨等,那么這些原材料對制品主要起到了什么樣的作用呢?電熔鎂砂

01特級礬土熟料

我國高鋁礬土原料的主要礦物組成是水鋁石和高嶺石。其Al2O3/SiO2比值的變化,對應(yīng)于水鋁石和高嶺石兩種礦物含量比例的相對消長。礬土熟料是經(jīng)高溫煅燒后的產(chǎn)物,特級礬土熟料的Al2O3含量在88.2%以上,更高可達(dá)91.3%。雖然Al2O3的抗侵蝕性較強(qiáng),但單純的Al2O3膨脹系數(shù)大,不耐剝落,當(dāng)以單純的Al2O3作基質(zhì)時(shí),基質(zhì)部分容易被熔渣滲透熔損,使骨料暴露,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性剝落。

02高純鎂砂

菱鎂礦、水鎂石、海水氧化鎂等原料在1600~1900℃下充分燒結(jié)得到鎂砂,鎂砂分為燒結(jié)鎂砂和海水鎂砂,燒結(jié)鎂砂是由天然礦石燒成的,海水鎂砂是由海水氣化鎂燒成的。鎂砂的主要成分是氧化鎂,還含有少量的SiO2、CaO、Fe2O3、B2O3等,顏色由黃色到褐色,主晶相為方鎂石,晶粒尺寸為0.02~0.05mm,密度3.50~3.65g/cm3。具有良好的抗堿性渣侵蝕的性能。

高純鎂砂的主要指標(biāo)是MgO含量、CaO/SiO2比值,顯微結(jié)構(gòu)及顆粒體積密度,MgO的含量高的鎂砂主晶相以方鎂石為主,雜質(zhì)膠結(jié)物少,制得的耐火材料具有極高的耐熔蝕性能;CaO/SiO2比值決定了鎂砂中基質(zhì)的相組成,即直接影響方鎂石的結(jié)合,也影響耐火材料的高溫性能,一般C/S為3-8的鎂砂耐高溫性能較好,超過這一范圍,會帶來副作用;顯微結(jié)構(gòu)是表征方鎂石的晶粒大小及結(jié)合狀態(tài)的重要手段,通常要求晶粒在80~150μm,體枳密度是表征鎂砂燒結(jié)程度和致密性的一個(gè)重要指標(biāo),體密度較高的鎂砂可抵抗熔渣的侵入,提高耐火制品的耐蝕能力。

03電熔鎂砂

將菱鎂礦或燒結(jié)鎂砂在電弧爐中,經(jīng)過2500℃的高溫熔融,冷卻后經(jīng)破碎獲得的電熔鎂砂又稱之為電熔氧化鎂,依原料的純度來確定電熔氧化鎂的純度,其主晶相為方鎂石從熔體中結(jié)晶出來的方鎂石晶體粗大,結(jié)構(gòu)致密,晶體直接接觸的程度髙,在大氣中的抗水性和抗渣性都很好,高溫體積和化學(xué)穩(wěn)定性較好,能在2300℃的氧化氣氛中保持穩(wěn)定,鎂碳磚的各項(xiàng)性能指標(biāo)與鎂砂的性能指標(biāo)直接相關(guān),為了提高鎂碳磚的性能,就需要提高M(jìn)gO含量,使鎂砂中的方鎂石直接結(jié)合程度增強(qiáng),控制C/S可以減少硅酸鹽數(shù)量,降低方鎂石被硅酸鹽相分割程度。因此鎂含量和鈣硅比是衡量鎂砂的重要指標(biāo),

04石墨

石墨具有優(yōu)良的熱導(dǎo)性和耐火性能,熔點(diǎn)高達(dá)3500℃,石墨的熱膨脹率低(1000℃時(shí)為1.4×10-6),導(dǎo)熱系數(shù)高,耐急冷急熱性好,是強(qiáng)度隨溫度升高而增大的少數(shù)材料之一。石墨對爐渣的浸潤角也相當(dāng)大,與Al2O3、SiC、SiO2無共熔關(guān)系,能夠阻止渣向制品中滲透,由于碳可以將熔渣中氧化鐵還原成為金屬鐵,使得熔渣粘度提高,減少了熔渣成分向磚內(nèi)的遷移,達(dá)到減少侵蝕的效果。

石墨在含碳制品中的主要作用就是能夠有效地防止?fàn)t渣侵入到磚組織內(nèi),通過增大磚工作面與爐渣之間的潤濕角、并和磚中的MgO發(fā)生反應(yīng),還原出金屬鎂的同時(shí)產(chǎn)生CO氣體。該氣體的壓力可以阻止?fàn)t渣滲透,而鎂擴(kuò)散揮發(fā)并在磚的工作面上氧化,形成致密的抗?jié)B透MgO層,使磚內(nèi)呈較強(qiáng)的還原狀態(tài),既可以還原渣中的鐵氧化物,又可以提高爐渣粘度,防止?fàn)t渣滲入到磚內(nèi)??骨治g、抗渣蝕能力越強(qiáng)得石墨其碳含量越高,鱗片也越大。石墨中的SiO2含量與鎂碳磚的侵蝕指數(shù)有以下關(guān)系。隨著SiO2含量的增加侵蝕指數(shù)不斷增加,抗侵蝕能力不斷地下降,當(dāng)石墨中SiO2含量大于3%時(shí),鎂碳磚的侵蝕指數(shù)急劇升高,其抗抗侵蝕能力急劇下降。隨著鎂碳磚石墨的鱗片粒度的增加。其抗氧化能力增強(qiáng),當(dāng)鱗片石墨的粒度超過0.125mm時(shí),抗氧化性增長緩慢,適合的石墨粒度為0.125mm。因石墨容易氧化生成CO,氧化后的石墨就失去了這些優(yōu)良的性能,使得耐火材料的抗侵蝕性能降低,這是石墨致命的弱點(diǎn),也是含碳材料損壞的重要原因。

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