铬镁砖和镁铬砖生产及其原理

一、辽宁镁铬砖工艺原理

铬镁砖和镁铬砖是由铬矿和镁砂组成的碱性耐火材料，属于铬尖晶石质耐火材料。制造这种砖应考虑以下几点：

(1)铬矿和镁砂配比对铬镁质耐火材料性质的影响。

(2)基质矿物组成对制品性能的影响。

(3)气氛性质的影响。铬镁质耐火材料应该在弱氧化气氛下烧成。

烧成中铬从铬铁矿中扩散进入镁砂基质，形成方镁石固溶体。温度降低时，就从方镁石过饱和固溶体中析出MgO•R2O3，形成二次尖晶石。由于铬改变了方镁石的性质，硅酸盐相不易润湿方镁石相，致使形成方镁石-方镁石之间、方镁石-镁铬尖晶石之间的直接结合。Goto等人的研究表明：直接结合镁铬质耐火材料中，在0.3nm的分辨率下发现方镁石-方镁石颗粒之间、方镁石-铬铁矿颗粒之间存在“直接结合”。但是，方镁石-镁铝尖晶石耐火材料中没有发现直接结合。

    直接结合镁铬砖价格较高，但具有很好的耐高温、抗侵蚀、耐热震和挂窑皮性能，故适用于各类水泥回转窑的烧成带。

20世纪80年代以前，国外推崇三高技术——采用高纯原料、高压成型、高温烧成制作耐火材料的技术;90年代以后，国外公司越来越多使用廉价的我国耐火原料，并钟情“柔韧化”。例如，奥地利Veitsch—Radex公司研制了具有“柔韧性”的碱性砖。1200℃下，以前的镁铬砖受循环应力作用破坏之前只能产生0.5%的应变，柔韧性材料能够产生3%～5%的应变

     事实上，弹性是材料的一种属性，指材料受外力作用发生变形、变形量和外力大小成正比，且除去外力后能恢复原来形状的性质。塑性是一种在某种给定载荷下，材料产生变形的特性。塑性的强弱可用伸长率和断面收缩率来表示。韧性则是材料断裂前吸收能量和进行塑性变形的能力。

破坏时，一些新型无机非金属材料虽然宏观上产生了很大伸长，但断面收缩率却不大。从微观上讲，只是用一系列小的微观脆性破坏代替了一次大的宏观脆性破坏。虽然材料有改进，性能和使用寿命也有明显提高，但对裂纹扩展的抗力与金属材料相比还是差得很远。

3.低铬镁铬砖

     为了减少镁铬砖中六价铬的污染，首先就是开发含铬低的镁铬砖。低铬镁铬砖采用高铁镁砂和铬铁矿制作，其工艺特征是用一部分镁铁尖晶石代替镁铬尖晶石。高温下，高铁镁砂中Fe2O3溶于方镁石晶体;冷却过程中，MgO•Fe2O3从方镁石晶体中析出，形成散布于方镁石中小麻点状镁铁尖晶石。如图8-7所示是一种进口低铬镁铬砖中高铁镁砂的图像。

    灰色颗粒为镁砂，白色的中颗粒为铬矿。在图3-1b中，白色颗粒为铬矿，灰色浑圆状颗粒为镁砂，由于该硅酸盐结合镁铬砖烧成温度高，大于1580℃，因此，镁砂颗粒内包含有大量的尖晶石脱溶相。由图3-1可知：硅酸盐结合镁铬砖的基质中主晶相为粒状方镁石，镁砂和铬矿颗粒间或各自颗粒间则多以灰白色薄膜状硅酸盐(CMS)胶结相或为气孔所隔离，其次有少量的复合尖晶石(白色)填充于方镁石晶间，但直接结合程度很低。基质为较致密的网络状结构，气孔多为条状，少部分呈封闭趋势。由于硅酸盐结合的显微结构特征不利于普通镁铬耐火制品的高温力学性能和抗化学侵蚀性能，因此硅酸盐结合镁铬砖通常用于对性能要求不苛刻的部位。

     焙铸镁铬砖主要生产过程为：用镁砂和铬矿加人一定量外加剂，经混合、压坯与素烧，破碎成块，进电弧炉熔融，再注人模内退火，生产成母砖;母砖经切、磨等加工制成所需要的砖型即可。熔铸镁铬砖的结构特点是成分分布均匀，耐火物晶粒之间主要为直接接触，硅酸盐以孤岛状存在。这种砖抗熔体熔蚀、渗透与冲刷特别好，是专为有色冶炼开发的制品，最适宜砌在连续式生产设备熔炼炉如闪速炉反应塔下部与沉淀池渣线区等。镁铬砖价格