堿性耐火材料

　　一、堿性耐火材料的生產(chǎn)用原料
　　1、鎂砂原料：鎂砂是指具有一定顆粒組成的燒結鎂石，它是由燒結鎂石破碎而成的。
　　（1）燒結鎂砂：
　　燒結鎂砂是采用菱鎂石為原料經(jīng)不同工藝高溫煅燒而成的，它分為普通鎂砂、中檔鎂砂、高純鎂砂。
　　（2）電熔鎂砂：
　　電熔鎂砂是菱鎂石或輕燒鎂砂在電弧爐中熔煉而成的。電熔鎂砂的主要成份如下：
　　（3）海水鎂砂：
　　海水中金屬元素除鈉以外，鎂是富有的，每噸海水中含有2克氧化鎂。
　　2、鉻鐵礦
　　我國是一個鉻鐵礦藏比較貧乏的，鉻鐵礦主要分布在我國新疆、西藏地區(qū)，且品位較低。目前，我國耐火級鉻鐵礦主要從印度、菲律賓、巴基斯坦和南非進口，下表是外常用鉻鐵礦的化學性能：
　　從上述鉻礦的化學成份中可以看出，國產(chǎn)礦的雜質含量（尤其是SiO2含量）比國外進口礦高，國外進口礦分兩個類型：一是低鐵鉻礦，二是高鐵鉻礦。不同鐵含量的鉻礦可以根據(jù)不同行業(yè)。不同窯爐的使用條件選用，水泥行業(yè)用鎂鉻磚就可以同時選用兩種鉻礦來搭配生產(chǎn)。
　　3、鎂鋁尖晶石料
　　鎂鋁尖晶石料是生產(chǎn)鎂鋁尖晶石磚的主要原料，它的合成 一般是采用與合成的辦法來解決。與合成的辦法有兩種：一是采用輕燒MgO粉（或菱鎂石原礦）與工業(yè)AL2O3（或特種鋁礬土）共磨→壓球（或打成荒坯）→高溫燒成而產(chǎn)生；另一種是采用輕燒MgO粉（或菱鎂石原礦）與工業(yè)AL2O3（或特種鋁礬土）摻和均勻→電爐溶化→冷卻→揀選而生產(chǎn)。
　　上述兩種方法合成的鎂鋁尖晶石料的化學成份偏差不大，大差別是合成料的體積密度不同，燒結法合成的尖晶石料體積密度只能達到3.15～3.25 g/cm3,而電熔法合成的尖晶石料的體積密度可以達到3.40 g/cm3。
　　二、堿性耐火材料的生產(chǎn)工藝
　　堿性耐火材料一般采用多級配料、高壓成型、高溫燒成的方法來生產(chǎn)。根據(jù)不同檔次產(chǎn)品的要求不同，相應所選用原料、成型密度、煅燒溫度也會不一樣，下面就水泥窯用普通鎂鉻磚、半直接結合鎂鉻磚、直接結合鎂鉻磚、特種鎂鉻磚、低鉻鎂鉻磚、鎂鐵尖晶石磚、鎂鋁尖晶石磚分別加以介紹。
　　1、普通鎂鉻磚
　　普通鎂鉻磚是采用普通燒結鎂砂和普通鉻礦（新疆產(chǎn)）為主要原料經(jīng)過高壓成型、高溫燒成（1580～1600℃）而成的以硅酸鹽相結合的一種堿性耐火材料，該產(chǎn)品雜質含量較高，強度比較低，高溫荷重軟化溫度比較低，一般適合于濕法或1000t/d以下干法水泥窯。
　　2、半直接結合鎂鉻磚
　　半直接結合鎂鉻磚采用中檔鎂砂、普通鉻礦為主要原料，經(jīng)過配料成型和高溫（1600～1650℃）燒成而產(chǎn)生的一種堿性耐火材料，半直接結合鎂鉻磚的礦物組成以方鎂石為主，少量生成MgO. Cr2O3尖晶石、MgO. AL2O3尖晶石和MgO.Fe2O3尖晶石，方鎂石和鎂尖晶石之間被較多硅酸鹽相連接在一起，該產(chǎn)品是介于普通鎂鉻磚和直接結合鎂鉻磚之間的一種堿性產(chǎn)品，該產(chǎn)品主要在2000t/d以下干法窯上使用。
　　3、直接結合鎂鉻磚
　?。?）常規(guī)直接結合鎂鉻磚
　　常規(guī)直接結合鎂鉻磚是采用中檔鎂砂、高純鎂砂、鉻精礦為主要原料、經(jīng)高壓成型、高溫燒成（1700～1780℃）而生產(chǎn)的一種堿性制品，該產(chǎn)品直接結合程度較高，硅酸鹽相呈孤島狀分布其中，該產(chǎn)品性能比較良，如荷重軟化溫度大于1700℃，強度較高（40MPa以上），顯氣孔率比較低（小于18%），熱震較好（一般5～7次）。但該產(chǎn)品也存在一些問題，如高溫下韌性較差，在使用中易產(chǎn)生剝落損壞，一般在2500t/d及以下干法窯燒成帶上使用，效果比較理想。
　　（2）特種直接結合鎂鉻磚：
　　目前，在4000t/d以上大型窯燒成帶使用的堿性耐火材料主要有鎂鐵尖晶石磚、低鉻鎂鉻磚和鎂鋁鉻磚、以及特種鎂鉻磚。
　　特種鎂鉻磚采用鎂鐵尖晶石合成料和鉻精礦為主要原料，經(jīng)高壓成型、高溫燒成的一種堿性材料，該產(chǎn)品的主要特點：一是Cr2O3含量低，Cr6+產(chǎn)生成量少，對環(huán)境影響相對較??；二是產(chǎn)品強度高，可以滿足機械化砌筑要求；三是產(chǎn)品熱震好，高溫條件下韌性好，在使用中不易炸裂；四是產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定，尺寸偏差較小，外觀規(guī)整。
　　4、鎂鋁尖晶石磚
　　鎂鋁尖晶石磚是采用高純鎂砂和合成尖晶石為原料，經(jīng)高壓成型、高溫燒成而制成的一種堿性產(chǎn)品。
　　鎂鋁尖晶石磚的發(fā)展經(jīng)歷了幾個階段，個階段是采用高純鎂砂和α-AL2O3為原料生產(chǎn)的，該產(chǎn)品利用MgO和從AL2O3在高溫燒成過程中生成部分鎂鋁尖晶石，該產(chǎn)品被稱為代尖晶石，但因為產(chǎn)品的強度低，熱震不太好而被第二代尖晶石取代。
　　第二代尖晶石是采用高純MgO、電熔MgO和預合成鎂鋁尖晶石為主原料生產(chǎn)的，該代產(chǎn)品不僅強度高，而且氣孔率低，熱震穩(wěn)定性比較好，但缺點是導熱系數(shù)比較大，易造成回轉窯簡體溫度過高，不僅熱損失大，而且簡體易變形。因此，現(xiàn)在外都在研究和推廣低導熱系數(shù)的鎂鋁尖晶石磚，國外普遍采用代尖晶石和第二代尖晶石復合的辦法來增加產(chǎn)品中微裂紋的量，從而形成多渠道熱傳遞“屏障”以達到降低鎂鋁尖晶石磚導熱系數(shù)的目的。目前，第三代鎂鋁鐵尖晶石耐火磚以綠色環(huán)保、著稱，已經(jīng)逐步走向市場。