鎂鉻磚是耐火磚嗎？

 

主要晶相為方鎂石和鎂鉻尖晶石。根據(jù)生產(chǎn)工藝不同分為普通鎂鉻磚、直接結(jié)合鎂鉻磚、再結(jié)合(半結(jié)合)鎂鉻磚、化學(xué)結(jié)合鎂鉻磚、溶鑄鎂鉻磚等。本品經(jīng)混煉、高壓成型、干燥，于1550-1600度烘烤而成。普通鎂鉻磚由于雜質(zhì)含量高，且耐火晶粒間有硅酸鹽結(jié)合，所以燒成的普通鎂鉻磚又稱鎂鉻磚，簡稱鎂鉻磚。生產(chǎn)鎂鉻磚的主要原料是燒結(jié)鎂砂和鉻鐵礦。對鎂的原料純度應(yīng)盡可能高，鉻鐵礦化學(xué)成分要求為：Cr2O3:30~45%,CaO：≤1.0~1.5%。

 

通用鎂鉻磚

鎂鉻磚中含有Mg055—80%,Cr2O3≥8%(一般是8—20%)，主要礦物為方鎂石和鉻尖晶石；硅酸鹽相是鎂橄欖石和鈣鎂橄欖石。若Cr2O3含量高達18—30%,MgO25為55%，則稱為鉻鎂磚(注：Cr2O3≥20%，相當(dāng)于配料中添加鉻鐵礦50%以上，Cr2O3≥8%，則等于添加20%以上)。硅酸鹽基是堿性磚中熔點低、易受侵蝕的部分，各種爐渣都可能與其反應(yīng)，對磚的性能有很大影響。改進鎂鉻磚質(zhì)量的方向應(yīng)是采用低CaO組織致密的粗粒鉻鐵礦，避免外脹，減少磚中低熔點硅酸鎂薔薇輝石和鈣鎂橄欖石等，使其形成高熔點鎂橄欖石，調(diào)整基質(zhì)，提高磚的致密度，減少熔渣滲入。其耐酸渣抗性強，耐酸性渣能力強，較鎂磚、重?zé)c高，高溫下體積穩(wěn)定性好，1500℃時重?zé)€收縮小。適用于窯燒成帶等部位，效果良好。

目前水泥窯廠向市場推出的產(chǎn)品越來越純，使用效果卻很差，SiO2≤1.5%(特別是SiO2≤1.0%)不能按傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)，應(yīng)采用預(yù)合成工藝生產(chǎn)。前合成的目的主要是對鉻礦進行改性，對鉻礦進行預(yù)燒后比直接使用更好。對于5000-10000t/d水泥窯，應(yīng)采用全合成工藝生產(chǎn)。

 

鑄造鎂鉻磚的熱工性能

熔鑄鎂鉻磚的耐熱沖擊性能普遍較差，在設(shè)計、施工、烘爐、熱工制度等方面都存在一定的困難，為此，本文對鎂鉻磚的熱工性能進行對比，將同等級燒成的試樣直接與鎂鉻磚進行對比。

1.耐高溫沖擊。

將熔鑄鎂鉻磚直接燒成鎂鉻磚，直接與鎂鉻磚相結(jié)合，切成30mm×30mm。

*120mm樣棒，快速放入1100℃爐內(nèi)，如此反復(fù)3次后，兩個樣棒都沒有破裂，測定了其抗折強度，結(jié)果(3組樣品的平均值)見表1。

表格1鎂鉻磚兩種耐熱沖擊性能的比較。

2.重復(fù)加熱試驗。

把熔鑄鎂鉻磚、直接燒成鎂鉻磚，切成30mm×30mm×120mm樣棒(共3組)同時置入爐內(nèi)加熱，2h內(nèi)升溫至1300℃，保溫2h，試樣隨爐緩冷，20h冷卻至室溫，重復(fù)加熱至1300℃，如此反復(fù)6次，測定每一次重復(fù)加熱后的抗折強度。

重?zé)螖?shù)與鎂鉻磚直接結(jié)合抗折強度的關(guān)系。

比較熔鑄鎂鉻磚與直接燒結(jié)鎂鉻磚的抗熱沖擊、重?zé)阅埽梢缘贸鲆韵陆Y(jié)論：采用熔鑄鎂鉻磚和連續(xù)工作的熱工窯爐，其熱工性能基本上可與燒成鎂鉻磚相當(dāng)。

 

鎂鉻磚的價格，一噸多少錢？

鎂鉻磚具有異的耐堿性，抗Na2SO4侵蝕能力強，高溫體積穩(wěn)定性好，耐熱震性好，在加載溫度較高的情況下，可作為一種理想的耐火材料，價格從幾千元到上萬元不等。

 

生產(chǎn)鎂鉻磚的耐火原材料。

生產(chǎn)鉻(鉻磚、鉻鎂磚、鎂鉻磚)耐火原材料的主要原料之一是鉻礦或鉻鐵礦。鉻鐵礦是各種礦物的混合物，由于其礦物成分波動大，化學(xué)成分和物理性質(zhì)發(fā)生了很大變化。它們通常由鉻晶粒的脈石礦物組成。這些脈石礦物通常是鎂硅酸鹽，如蛇紋石、鎂橄欖石和橄欖石。鉻鐵礦除Cr2O3外，還有Al2O3、Fe2O3、MgO等。普通鉻鐵礦，由于鎂和鐵的存在，通常用(Mg、Fe)Cr2O3表示。

澳斯麥特鎂鉻磚的破壞機制

澳大利亞斯麥特/艾薩熔煉技術(shù)具有熔煉速度快、建設(shè)投資少、原料適應(yīng)性強、爐體密封性好、環(huán)境保護要求等點，廣泛應(yīng)用于有色冶金工業(yè)。

自1999年某有色金屬公司引進澳大利亞麥特技術(shù)以來，2002年銅業(yè)引進的艾薩爐和錫業(yè)公司引進的澳大利亞麥特爐也相繼完成生產(chǎn)，2003年銅陵有色金屬公司也采用澳大利亞麥特熔煉爐改造了原來的舊技術(shù)。

一開始，澳斯麥特爐的耐火原材料主要是各種類型的鎂鉻磚。比

 

1500℃爐渣侵蝕鎂鉻磚樣品的顯微照片顯示，在反應(yīng)帶(照片左下方明亮的白色區(qū)域)中，方鎂石熔化，產(chǎn)生MFS:固溶帶(原磚層和反應(yīng)層之間的過渡層)中，F(xiàn)eO和磚中的方鎂石形成鎂鐵富氏體(RO相)，其中FeO·Fe2O3

 

在1500℃爐渣侵蝕鎂鉻磚樣品的顯微照片中，在右下亮的白色反應(yīng)區(qū)域，爐渣對方鎂石的侵蝕非常明顯，有些方鎂石被侵蝕，反應(yīng)產(chǎn)生灰色或深灰色的M2S或MFS，顏色稍暗的游離狀物相為復(fù)合尖晶石，位于顯微照片的中央，周圍是明亮的白色被侵蝕的方鎂石。另外，方鎂石溶解，其中的復(fù)合尖晶石相沒有溶解，游離于爐渣和方鎂石產(chǎn)生的MFS中，這充分說明復(fù)合尖晶石具有很強的抗爐渣侵蝕性。

綜上所述，爐渣破壞方鎂石的過程是，F(xiàn)eOSiO2系列爐渣沿晶界進入方鎂石粒子，F(xiàn)eO進入粒子中和MgO形成RO相，SiO2熔蝕部分MgO反應(yīng)產(chǎn)生M2S填充在晶界之間，破壞方鎂石粒子的結(jié)構(gòu)。

通過以上分析，可以得出以下結(jié)論:爐渣對耐火原材料的侵蝕主要表現(xiàn)為方鎂石的溶解；反應(yīng)生成物主要是低熔點鎂橄欖石[2(標志，標志)SiO2](標志)

與少量鎂橄欖石[20MgO·SiO2](M2S)一起，復(fù)合尖晶石具有良好的抗渣性能，在方鎂石和渣反應(yīng)形成的橄欖石基質(zhì)中存在游離狀態(tài)。

鎂鉻磚在有色金屬轉(zhuǎn)爐中的應(yīng)用

銅、鎳的煉制多采用P-S轉(zhuǎn)爐。P-S轉(zhuǎn)爐為圓筒形臥式轉(zhuǎn)爐。筒體下部沿水平方向設(shè)置排氣口，使空氣和富氧空氣膨脹。

煉銅轉(zhuǎn)爐的任務(wù)不僅要去除從熔煉爐送來的冰銅中的硫化鐵，還要一直吹到形成粗銅。

FeS+3O2+SiO2→FeO.SiO2+2SO2。

Cu2S+3/2O2→Cu2O+SO2。

2Cu2O+Cu2S→6Cu+SO2。

煉鎳轉(zhuǎn)爐只需去除硫化鐵，只需吹煉至形成Ni3S2(在冶煉高溫下，只有Ni3S2是穩(wěn)定化合物)即可停止。由于繼續(xù)吹煉，Ni3S2會氧化成NiO進入渣中。

在轉(zhuǎn)爐吹煉過程中，由于反復(fù)進料、吹煉、排渣以及上下兩爐之間的停機，所以，爐內(nèi)溫度，尤其是風(fēng)口區(qū)域的溫度不僅波動較大，而且波動較頻繁；加之渣量大，熔體劇烈攪拌造成沖刷，因此，風(fēng)口和風(fēng)口區(qū)域以上的爐襯蝕損大，嚴重。舉例來說，金川有色金屬公司煉鎳轉(zhuǎn)爐風(fēng)口和風(fēng)口區(qū)域的耐火原材料由于蝕損嚴重，其使用壽命僅為18爐，嚴重影響鎳的產(chǎn)量。

 

為了提高煉鎳轉(zhuǎn)爐風(fēng)口區(qū)鎂鉻磚的抗熱剝落和結(jié)構(gòu)剝落能力，減少鐵硅渣和鎳渣對其的滲透和沖蝕，可適當(dāng)提高其Cr2O3和Al2O3的含量，降低Fe2O3和雜質(zhì)CaO,SiO2的含量。磚塊中Cr2O3,Al2O3的含量增加，可提高磚塊內(nèi)晶間尖晶石的含量，增加直接結(jié)合程度和磚塊強度，從而提高磚塊的抗鐵硅渣和磚塊的滲透性和抗沖蝕能力。降低價格元素鐵含量，有利于鎂鉻磚的化學(xué)穩(wěn)定性和體積穩(wěn)定性。為了使鎂鉻磚內(nèi)化學(xué)成分和尖晶石分布均勻，采用合成共燒結(jié)鎂鉻料生產(chǎn)鎂鉻磚。某公司采用這些措施制作的鎂鉻風(fēng)口，砌在轉(zhuǎn)爐風(fēng)口區(qū)，使煉鎳轉(zhuǎn)爐的使用壽命從18爐提高到60爐。