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碳鎂轉(zhuǎn)作為一種復(fù)合耐火材料,可有效利用鎂砂的抗渣侵蝕能力強(qiáng)和碳的高導(dǎo)熱及低膨脹性,鎂鉻磚批發(fā)來補(bǔ)償鎂砂耐剝落性差的缺點(diǎn),主要用于轉(zhuǎn)爐、交流電弧爐、直流電弧爐的內(nèi)襯,鋼包渣線等部位其降低鎂碳磚高溫侵蝕的方法有以下幾點(diǎn):(1)可選用成分穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)材料,鎂鉻磚批發(fā)提高材料的抗侵蝕能力、抗熱震性和抗結(jié)構(gòu)剝落性:選用高純且優(yōu)質(zhì)的電熔鎂砂,因其具有晶粒大、密度高、化學(xué)活性低、耐侵蝕性高等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)能抗高溫下與碳的自毀反應(yīng)從而抑制爐渣對(duì)Mg0顆粒的侵蝕,其次提高M(jìn)gO含量并且減少雜質(zhì),尤其限制Si02含量,并且鎂碳磚結(jié)構(gòu)組分的硅酸鹽相減少,這樣可以使高溫下的副反應(yīng)如Si0與石墨的反應(yīng)減少,避免碳的氧化,另外提高M(jìn)g0晶體結(jié)晶程度,能防止高溫下Mg0晶界轉(zhuǎn)變?yōu)橐合嘁鸬娜芙?,阻止?fàn)t渣對(duì)鎂碳磚的進(jìn)一步滲透,提高石墨純度同樣可以增加鎂碳磚含量大于95%的石墨,隨著石墨的純度增加,其他雜質(zhì)成分降低,所含的硅酸鹽相也就少,在堿性渣中SiO會(huì)與碳鎂轉(zhuǎn)中的碳發(fā)生脫碳反應(yīng)形成脫碳層,還能與氧化鎂、氧化亞鐵等形成低熔相加速鎂碳磚的溶解,最后向鎂碳磚中添加適量抗氧化劑,并選用優(yōu)質(zhì)的熱固型結(jié)合劑也可提高鎂碳磚的高溫性能。
2、石墨石墨是鎂碳磚中另一個(gè)基本組分。石墨具有很好的耐火材料基本特性,主要理化指標(biāo):固定碳85%~98%,灰分13%~2%(主要成分SiO2,Al2O3等),相對(duì)密度2.09~2.23,熔點(diǎn)3640K(揮發(fā))。由于石墨非常容易被氧化,生產(chǎn)鎂鉻磚所以長(zhǎng)期以來沒有引起人們的重鎂碳磚使用過程中,石墨的氧化有三種原因:(1)空氣中氧對(duì)石墨的氧化(2)渣中氧化物對(duì)石墨的氧化(3)石墨本身所含雜質(zhì)氧化物對(duì)石墨的氧化。這些氧化物主要指SiO2和Fe2O3鎂鉻磚批發(fā)鎂碳磚中雜質(zhì)氧化物和石墨反應(yīng)后,造成磚體結(jié)構(gòu)疏松,透氣性增大、強(qiáng)度下降,這是鎂碳磚損毀的內(nèi)因。因此,生產(chǎn)鎂碳磚大都選用純度高、磷片結(jié)晶大的石墨。
(1)耐火度高現(xiàn)代冶金和共他工業(yè)窯爐的加熱溫度一般都在1000-1800℃之間。生產(chǎn)鎂鉻磚耐火磚應(yīng)該在高溫作用下具存不易熔化的性能。(2)高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大耐火磚不僅應(yīng)具有較高的熔化溫度,而且還應(yīng)從具有在受到爐子砌休的荷重下或其他機(jī)械震動(dòng)下,不發(fā)生軟化變形和坍塌(3)熱穩(wěn)定性好鎂鉻磚批發(fā)冶金爐和其他工業(yè)業(yè)窯爐在操作過程中由于溫度驟變引起材料各部分溫度不均勻,砌體內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力而使構(gòu)料破裂和剝落。因此,耐火磚應(yīng)有抵抗這種破損的能力。
剛玉質(zhì)耐火澆注料具有良好的高溫耐磨性,且對(duì)酸堿性爐渣及金屬玻璃溶液只有優(yōu)異的抗侵蝕性能,生產(chǎn)鎂鉻磚因而被廣泛應(yīng)用于建材、冶金等高溫工業(yè)領(lǐng)域。賀智勇、衛(wèi)青峰等研究了SiO2微粉加入量對(duì)ρ-Al2O3微粉結(jié)合剛玉質(zhì)耐火澆注料性能的影響。鎂鉻磚批發(fā)研究表明:摻入2%的SiO2微粉水化后形成網(wǎng)狀絮凝結(jié)構(gòu),與ρ-Al2O3微粉反應(yīng)生成莫來石,增強(qiáng)了顆粒間燒結(jié)程度和結(jié)合能力,大幅度提高了中低溫段抗折強(qiáng)度及烘干強(qiáng)度。李志剛等研究了納米碳酸鈣對(duì)剛玉質(zhì)耐火澆注料性能的影響:實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在高于900℃的處理溫度下,納米碳酸鈣的粒度較小,分散均勻度高,且原位結(jié)合易生成鋁酸鈣礦物,因此含納米碳酸鈣的剛玉質(zhì)耐火澆注料的抗折強(qiáng)度較含鋁酸鈣水泥的澆注料要高。賀中央等研究發(fā)現(xiàn):當(dāng)減水劑加入量—定時(shí),澆注料的流動(dòng)性、抗折強(qiáng)度隨納米碳酸鈣的加入量的增加而降低,顯孔率則隨之逐漸升高;當(dāng)澆注料流動(dòng)值一定時(shí),1000℃及1600℃處理下的澆注料顯氣孔率、冷熱態(tài)強(qiáng)度隨納米碳酸鈣加入量增大均顯著提升。王周福等指出,引人少量的納米二氧化硅能夠顯著提高其常溫物理性能,但由于納米二氧化硅增強(qiáng)澆注料的燒結(jié)程度,使其抗熱震性能隨之降低。
我國(guó)耐火材料的再生利用率還不高,即使再利用,也基本上是簡(jiǎn)單的摻入。實(shí)踐表明只有與先進(jìn)的再生技術(shù)結(jié)合起來,才能產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益試驗(yàn)研究結(jié)果表明:以高比例的廢耐火材料可以制成優(yōu)質(zhì)的耐火磚、澆注料、搗打料、修補(bǔ)料、濺渣護(hù)爐料、出鋼口填料、引流砂和造渣劑等非常有價(jià)值的產(chǎn)品,并且,這些產(chǎn)品的性能能夠接近或達(dá)到原產(chǎn)品的水平,有些還可以超過原產(chǎn)品的水平世界各國(guó)充分認(rèn)識(shí)到了廢耐火材料是廉價(jià)的再生資源,能顯著提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,而且廢耐火材料的再生利用也是對(duì)環(huán)保的貢獻(xiàn)。因此,在不久的將來以廢耐火材料為原料生產(chǎn)的高附加值的優(yōu)質(zhì)再生產(chǎn)品會(huì)迅速發(fā)展,廢耐火材料的再利用率會(huì)迅速提高,并有向零排放發(fā)展的趨勢(shì)。