耐火制品的性能取決于其組成與結(jié)構(gòu),,而組成與結(jié)構(gòu)又由原料和制備工藝所決定。為此,將著重介紹鎂鉻耐火制品的常見種類與特征,,原料和工藝條件對鎂鉻制品性能的影響,。
3.1鎂鉻耐火制品的種類與特征
自1915年生產(chǎn)鎂鉻磚以來,鎂鉻磚的生產(chǎn)用原料和工藝在不斷改進(jìn),。鎂鉻耐火制品的品種也日益豐富,,有硅酸鹽結(jié)合鎂鉻磚、直接結(jié)合鎂鉻磚以及優(yōu)質(zhì)鎂鉻磚,,如熔鑄鎂鉻磚,、電熔再結(jié)合鎂鉻磚、半再結(jié)合鎂鉻磚以及全合成鎂鉻磚等�,,F(xiàn)就常用鎂鉻磚的制備,、特點和顯微結(jié)構(gòu)特征總結(jié)如下。
3.1.1硅酸鹽結(jié)合鎂鉻磚
硅酸鹽結(jié)合鎂鉻磚(Silicate Bonded Magnesia-chrome Brick)又稱普通鎂鉻磚,。這種磚是由雜質(zhì)(主要是SiO2與CaO)含量較高的鉻礦與鎂砂制成的,,燒成溫度不高,在1550℃左右,。其顯微結(jié)構(gòu)特點為:耐火物晶粒之間由熔點或軟化點低的硅酸鹽相結(jié)合在一起,,故稱之為硅酸鹽結(jié)合鎂鉻磚。硅酸鹽結(jié)合鎂鉻磚的典型顯微結(jié)構(gòu)照片如圖3-1所示,。
在圖3-la中,,灰色顆粒為鎂砂,白色的中顆粒為鉻礦,。在圖3-lb中,,白色顆粒為鉻礦,灰色渾圓狀顆粒為鎂砂,,由于該硅酸鹽結(jié)合鎂鉻磚燒成溫度高,,大于1580℃,因此,,鎂砂顆粒內(nèi)包含有大量的尖晶石脫溶相,。由圖3-1可知:硅酸鹽結(jié)合鎂鉻磚的基質(zhì)中主晶相為粒狀方鎂石,鎂砂和鉻礦顆粒間或各自顆粒間則多以灰白色薄膜狀硅酸鹽(CMS)膠結(jié)相或為氣孔所隔離,,其次有少量的復(fù)合尖晶石(白色)填充于方鎂石晶間,,但直接結(jié)合程度很低�,;|(zhì)為較致密的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu),,氣孔多為條狀,少部分呈封閉趨勢,。由于硅酸鹽結(jié)合的顯微結(jié)構(gòu)特征不利于普通鎂鉻耐火制品的高溫力學(xué)性能和抗化學(xué)侵蝕性能,,因此硅酸鹽結(jié)合鎂鉻磚通常用于對性能要求不苛刻的部位,。
3. 1.2直接結(jié)合鎂鉻磚
直接結(jié)合鎂磚(Direct Bonded Magnesia-chrome Bripk)是在硅酸鹽結(jié)合鎂鉻磚的基礎(chǔ)上,盡可能降低原料中雜質(zhì)(尤其是SiO2和CaO的含量)的含量,,即采用雜質(zhì)含量較低的鉻精礦和較純的鎂砂為原料制備而成的鎂鉻磚,。由于磚中的雜質(zhì)含量低,故多采用高溫?zé)桑蓽囟韧ǔT?700℃以上),。由于采用了純度較高的原料,,因此磚中的硅酸鹽結(jié)合相數(shù)量減少,雜質(zhì)含量少,,耐火物晶粒之間多呈直接接觸,,故稱之為直接結(jié)合鎂鉻磚。直接結(jié)合鎂鉻磚的典型顯微結(jié)構(gòu)照片如圖3-2所示,。
從圖3-2中可以明顯看出,,直接結(jié)合鎂鉻磚基質(zhì)中的主晶相仍為粒狀方鎂石,其晶內(nèi)亦包含有大量的尖晶石脫溶相(方鎂石晶粒內(nèi)的白色析出物)其次有少量的復(fù)合尖晶石(白色)和灰白色薄膜狀硅酸鹽相填充于方鎂石晶間,。主晶相方鎂石主要通過方鎂石-方鎂石,、方鎂石-鉻礦(復(fù)合尖晶石)結(jié)合在一起,即晶粒間以直接結(jié)合為主,;另一部分則通過少量的硅酸鹽相薄膜膠結(jié)在一起,。直接結(jié)合的顯微結(jié)構(gòu)特點顯著提高了該種鎂鉻磚的高溫性能、抗侵蝕與抗沖刷,,使其成為目前應(yīng)用較普遍的一種鎂鉻磚,。直接結(jié)合鎂鉻磚在有色冶煉爐、水泥窯等使用條件苛刻的部位均得到了廣泛應(yīng)用,。