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碱性耐火制品分类

作者:admin 发布日期: 2019-10-12 二维码分享

碱性耐火制品分类

钙和镁属于元素周期表中的碱土金属,通常把以氧化钙和氧化镁为主要化学成分的耐火制品称为碱性耐火制品。
碱性耐火制品已有一百多年的发展历史。1878年,德国用焦油白云石砖作炼钢转炉内衬,1881年奥地利发现菱镁矿,镁质耐火材料开始用于高温工业,20世纪30年代,镁铬砖用在炼钢平炉炉顶取得成功。J*怀特将碱性耐火材料分为三大类:白云石砖、镁砖和铬镁砖。
国际标准ISO1109关于《耐火制品——致密耐火制品的分类》中,将碱性耐火制品划分为六类,见表12-1。中国冶金百科全书《耐火材料》卷对碱性耐火制品的分类见表12-2。至2003年底,我国制定、颁布碱性耐火制品标准7个,其标准代号及制品牌号见表12-3。

碱性耐火制品的特性
(1)抗侵蚀性
碱性砖对冶金炉渣、水泥熟料、玻璃窑配料和灰分有良好的抗侵蚀性能。不同热介质对碱性砖的影响不同。在碱性强的环境下,如水泥窑烧成带,耐水泥熟料的侵蚀性能顺序为:镁白云石砖﹥镁铬砖﹥镁尖晶石砖;在转炉/电炉衬中,CaO/SiO2高的镁砖优于CaO/SiO2低的镁砖;在玻璃窑蓄热室格子体,CaO/SiO2比低的镁砖,优于相应级别的CaO/SiO2高的镁砖;在AOD炉生产不锈钢时,炉渣碱度小于2.2,镁铬砖的抗渣性优于镁白云石砖,炉渣碱度大于2.2,镁白云石砖的抗渣性优于镁铬砖;在重有色冶金炉中,抵抗FeO-SiO2渣的能力:镁铬砖﹥镁砖﹥镁尖晶石砖﹥镁白云石砖。
(2)高温性能
碱性耐火砖的耐火度都在2000℃以上,高于其他耐火砖。各碱性耐火砖的荷重软化温度、高温抗折强度、高温体积稳定性和高温压缩蠕变性能随着制砖原料致密度增大、杂质含量减少和烧成温度的提高而优化。普通碱性制品的荷重软化温度为1550~1600℃;高档制品:如镁白云石砖、镁尖晶石砖、高纯镁砖、直接结合镁铬砖等在1700℃以上;半再结合、再结合镁铬砖可达到1750~1800℃。各碱性耐火砖的高温抗折强度随试验温度提高而下降,Cr2O3含量高的再结合镁铬砖的高温强度较高。加入电熔原料的碱性砖,高温强度较高。
碱性耐火砖的热膨胀率比其他制品高,以MgO为主成分的各种碱性耐火砖的热膨胀率差别不大。1600℃时,镁砖的线膨胀率.大,为2.0%左右;高级镁铬砖的线膨胀率.小,为1.6%左右;其他碱性耐火砖的热膨胀率介于两者之间。
碱性耐火砖的热导率比高铝砖、黏土砖、硅砖高。在800℃、1000℃、1200℃时,镁砖(MgO90%~98%)的热导率(W/(m*k))分别为5.5~5.0/4.5~4.0/4.0~3.5;镁铬砖在上述温度时,热导率(W/(m*k))分别为4.5~3.5、3.5~2.5、3.5~2.5;其他碱性耐火砖介于上两者之间。
碱性耐火砖的比热容比硅砖、黏土砖大,如图12-1所示。镁砖的比热容较其他碱性砖大。在1000℃、1200℃、1400℃时,镁砖(MgO97%)的比热容(kJ/(kg*K))分别为1.20、1.22、1.24;直接结合镁铬砖(Cr2O321%)的比热容(kJ/(kg*K))分别为1.02、1.05/1.07(国外某公司资料)。

碱性耐火砖的抗热震性不如黏土砖及高铝砖。各种碱性耐火砖的抗热震性按下列次序递减:镁尖晶石(镁铝)砖﹥镁铬砖﹥镁白云石砖﹥镁砖。
(3)耐水化性
与高铝砖、黏土砖、硅砖比,碱性耐火砖的耐水化性.差。在碱性耐火砖中,镁钙砖的水化倾向.严重,并与制品中CaO含量成正比关系,生产、储运、砌筑、使用碱性砖均应注意防水化问题。
(4)耐真空性
在常温下耐火材料的蒸气压都很低,但在高温减压工作(如RH、VOD精炼炉真空处理钢水)时,耐火材料因挥发而损耗。挥发速度与耐火材料的蒸气压成正比,气相的相对分子质量越大挥发量越大。表12-4列出各种耐火材料在真空中的质量减少速度。可以看出,作为真空炉用耐火材料,石灰质、白云石质制品的耐真空性优于尖晶石砖、镁砖和镁铬砖。

(5)导电性
耐火材料(除含碳制品外),在常温下是电的不良导体。随着温度的升高,电阻率减小,导电性增强。碱性制品中,方镁石制品的电绝缘性能.好;800℃时的单位体积电阻大于108Ω*cm;1000℃时大于106Ω*cm。铬铁矿尖晶石都是半导体,其室温电阻率差别很大;Fe3O4为10-2Ω*cm。MgAl2O4和MgCr2O4大于1010Ω*cm。几种尖晶石耐火材料的电导率见表12-5。耐火材料中的杂质对高温电导率有重要影响,尤其是氧化铁和氧化钙,同一种碱性砖的电阻率随气孔率提高而增大。高温下气孔率对电阻率的影响会明显减弱以至消失。


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