鎂鋁磚由鎂、鋁、氧等元素制成,具有高強度、耐火性好、抗溫性強的特點,廣泛應(yīng)用于鋼鐵、冶金等行業(yè)。
鎂鋁磚是含MgO 85%左右,Al2O3 5%~10%的尖晶石型(RO·R2O3)堿性耐火材料。鎂鋁磚的晶相組成以方鎂石為主,鎂鋁尖晶石為基質(zhì)(鎂鋁尖晶石代替鎂磚中的鈣鎂橄欖石成為方鎂石的結(jié)合劑)?;鞠嚓P(guān)關(guān)系可用MgO-MgAl2O4二元系統(tǒng)圖來表示。 尖晶石聚集在結(jié)晶后生成晶體網(wǎng)絡(luò),從而使磚體結(jié)構(gòu)緊密。由于制作時不使用粗大顆粒的骨料,整個磚體結(jié)構(gòu)均勻,氣孔分散。
Mgo與MgAl2O4具有一定的互溶性,共熔點為1995℃,Al2o318%為方鎂石固溶體;以MgAl2o4為主的固溶體含有Mgo39%。當(dāng)溫度下降時,相互溶解度降低;1700℃時,方鎂石約為固溶Al2o33%;Mgo和MgAl2o4在1500℃完全脫落。
鎂鋁磚的生產(chǎn)工藝與燒制鎂磚大致相同,但在配料中加入一定比例的工業(yè)氧化鋁或特種鋁土礦熟料。工業(yè)氧化鋁的雜質(zhì)含量低于高鋁土礦熟料。在配料中加入天然鋁土礦熟料,可以提高泥漿的塑性,在同等條件下,磚坯體積密度較高。
工業(yè)氧化鋁的添加量一般為5%?10%,通常與鎂砂按一定比例細(xì)磨后,以細(xì)粉的形式加入,有利于在產(chǎn)品基質(zhì)中形成分布均勻的鎂鋁尖晶石新晶相。還采用預(yù)合成鎂鋁尖晶石,然后配料制磚。臨界粒度大,有利于提高產(chǎn)品的抗熱震性,但不利于產(chǎn)品的密度和強度,一般采用3mm。粒度一般為3?1mm與1?0.088mm,應(yīng)控制3?粗顆粒與細(xì)粉的比例小于0.088mm,以提高產(chǎn)品的抗熱震性能。鎂鋁磚的燒成溫度應(yīng)根據(jù)原料的純度來確定,一般高于鎂磚的燒成溫度30?50℃,高純鎂鋁磚燒成溫度達到1750℃-1800℃。
鎂鋁磚特點
(1)鎂鋁磚的化學(xué)成分,其化學(xué)成分隨原料的不同而異,—般是MgO:81%,Al2O3 8.7%, SiO2:6.0%, CaO:1.5%, Fe2O3:1.0%。
(2)鎂鋁磚的礦物組成,在其礦物組成中主晶體以方鎂石為主,基質(zhì)由鐵酸鎂、鎂橄欖石、鈣鎂橄欖石和鎂鋁尖晶石等組成。
(3)鎂鋁磚的耐火度與荷重軟化溫度,在鎂鋁磚中方鎂石晶體與鎂鋁尖晶石形成網(wǎng)絡(luò)骨架,雖有少量的低熔點雜質(zhì)充填在網(wǎng)絡(luò)骨架的空隙間,但網(wǎng)絡(luò)骨架仍具有抵抗高溫和荷重的能力,故鎂鋁磚的耐火度和荷重軟化溫度都比較高,耐火度可達2100℃,荷重軟化溫度為1570℃。
(4)鎂鋁磚的熱膨脹性和熱穩(wěn)定性,由于鎂鋁尖晶石的線膨脹系數(shù)小,所以鎂鋁磚的線膨脹系數(shù)很小。在20?1000℃范圍內(nèi),鎂鋁磚的線膨脹系數(shù)僅為10.6×10-6℃-1。因鎂鋁尖晶石在磚內(nèi)起到增強抗熱震性的作用,所以鎂鋁磚的抗熱震性較好,水冷次數(shù)在20次以上。
(5)鎂鋁磚的抗渣性,由于鎂鋁磚致密度高、氣孔率低,而方鎂石又被鎂鋁尖晶石所包圍,同時AI2O3是典型的中性氧化物,故鎂鋁磚抵抗酸性和堿性爐渣侵蝕的能力都比較強。