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MgO-Al2O3制品

作者:admin 发布日期: 2019-10-24 二维码分享

MgO-Al2O3二组分系统的相平衡图参照图5-29MgO的熔点为2800℃。本系统形成一个二元化合物镁铝尖晶石(MA),熔点为2105℃,它将相图分成具有低共熔点E1(1995℃)和E2(1925℃)的两个子系统。MA与MgO和Al2O3之间彼此都能部分互溶,形成有限固溶体,在低共溶温度时,固溶度.大。由图5-29看出,不同MgO/Al2O3的配料设计,均可获得较高耐火度的镁铝制品,配料组成偏向MgO一侧时,制品的耐火性能更好。MgO-Al2O3制品时现今代替镁铬制品的.有竞争力的产品之一。我国丰富的菱镁矿和铝土矿资源,是发展镁铝系制品良好的原料基础。

镁铝砖

以镁砂为主要原料,以镁砂和铝氧(主要为铝土矿)为共磨细粉作基质,高温烧成的碱性制品称为镁铝砖,也有将其称为..代方镁石尖晶石砖的。

奥地利1932年申报了生产镁铝砖Radex-A的专项技术,俄国在20世纪40年代开展镁铝砖的研制工作。我国二十世纪50年代研制镁铝砖,使之成功应用于炼钢平炉炉顶,为我国冶金工业的发展做出重要贡献。表12-22列出了YB/T5010-1993对镁铝砖的理化性能要求。


镁铝砖的生产工艺要点

镁铝砖ML-80的生产流程与制造镁砖基本相同。

A原料

a镁砂

用于生产镁铝砖ML-80的制砖镁砂,一般含MgO90%左右,颗粒体积密度为3.20~3.25g/cm3。镁砂中应严格限制CaO的含量,因为CaO在镁铝砖中形成钙镁橄榄石(CMS),1%的CaO形成2.8%CMS。CMS越多,在高温下出现的液相量也越多。例如,在MgO-MS-MA系统里,形成液相的开始温度1700℃;有CMS存在,在MgO-MS-MA系统里1500℃就会出现液相;MA-CMS二元系统中出现液相温度仅为1410℃。同时由于CaO含量高而形成的熔液的黏度小,流动性好,会明显地降低荷重软化温度。因此,应严格控制镁砂的C/S比值和CaO的绝对含量,以便提高制品的高温性能。

b高铝矾土

生产镁铝砖通常采用煅烧高铝矾土,Al2O3含量不低于85%,SiO2不大于5%,碱金属氧化物R2O应小于0.5%。

高铝矾土中含有约2%~3%TiO2,且分布均匀,有利于促进MA形成和制品的烧结。工业铝氧也可作为加入物,但是由于成本高,故不常用,在生产高纯制品时才使用。

高铝矾土通常以熟料形式加入,也可采用轻烧料或生矾土。轻烧料中Al2O3的晶粒细小,晶格缺陷多,易与MgO反应,有利于尖晶石形成和制品烧结。生矾土可以得到同样效果,但是生矾土在加热分解过程中有一定的体积变化,对制品的尺寸变化应进行仔细标定。

B配料

aAl2O3的加入量

镁铝砖中Al2O3含量波动于5%~10%之间,这是因为:

Al2O3含量在10%以下能获得致密的制品,Al2O3含量在10%以上,随Al2O3含量增加,试样气孔率增大;弹性模量的变化:Al2O3含量在0~2%时变化不大,由12.2×104MPA下降到10.9×104MPA,3%以上时下降到5.81×104MPA,4%~10%之间,变化缓慢,至20%以上不再变化,此时与不加Al2O3的试样相比,弹性模量下降了一个数量级;荷重软化温度随Al2O3加入量增多而上升,在Al2O33%时达到.高值,至10%之间保持稳定,10%以上开始下降,20%时与未加Al2O3时相同,更高时则急剧下降;线膨胀系数的变化规律与弹性模量有相似的变化;抗热震性以加入量5%~6%时.好,20%以上时比未加Al2O3时更差;Al2O3含量3%~10%时抗渣性好;氧化铁爆涨试验表明,Al2O3加入量15%时,出现轻微爆涨,20%时较明显,28%时爆炸严重。

根据显微镜观察结果,Al2O3含量在10%以下尖晶石分散于方镁石晶粒之间。15%~20%时,MA在试样中全部成为连续的MA结合。

通过上述分析得出,Al2O3含量在6%~10%范围内较好,Al2O3含量过高或过低,对制品性能都会产生不利影响。

b配料比例

镁铝砖的配料比例,包括颗粒配比和镁砂与高铝矾土的配比两部分。

高铝矾土的加入量,一般按制品中5%~10%Al2O3的波动值的平均数(7%~8%)以及矾土中的Al2O3含量计算求得。为使镁铝尖晶石均匀分布于砖基质内,一般采用镁砂-高铝矾土在筒磨机中共同细磨。共同细磨粉在配料中的加入量必须适应Al2O3的含量和颗粒组成中的细粉含量。

镁铝砖料的颗粒组成要严格采用“两头大、中间小”的原则进行配比,保证大颗粒和细粉的数量,减少中间颗粒。

C烧成

镁铝砖ML-80的.高烧成温度为1580~1620,比镁砖高约30~50,若采用高纯度原料时,烧成温度相应提高。

特性及用途

镁铝砖的热震稳定性好,高温机械强度大,荷重软化温度高。

镁铝砖的主要显微结构特征是基质中均匀分散着原位反应尖晶石,一般晶体尺寸小于20μm,表12-23示出了几种镁铝砖的典型性能。镁铝砖具有良好的抗渣性、高温性能和热稳定性,价格较镁尖晶石砖便宜,曾广泛应用在炼钢平炉炉顶,现仍在使用钢包,炼钢炉..衬,玻璃窑蓄热室,混铁炉,炼铜反射窑顶及耐火材料工业高温窑炉等。


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