堿性耐火材料

　　一、堿性耐火材料的生產用原料
　　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。
　?。?）燒結鎂砂：
　　燒結鎂砂是采用菱鎂石為原料經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。
　　3、鎂鋁尖晶石料
　　鎂鋁尖晶石料是生產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。
　　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。根據不同檔次產品的要求不同，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）為主要原料經過高壓成型、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，經過配料成型和高溫（1600～1650℃）燒成而產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品，該產品主要在2000t/d以下干法窯上使用。
　　3、直接結合鎂鉻磚
　　（1）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、經高壓成型、高溫燒成（1700～1780℃）而生產的一種堿性制品，該產品直接結合程度較高，硅酸鹽相呈孤島狀分布其中，該產品性能比較良，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）。但該產品也存在一些問題，如高溫下韌性較差，在使用中易產生剝落損壞，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，經高壓成型、高溫燒成的一種堿性材料，該產品的主要特點：一是Cr2O3含量低，Cr6+產生成量少，對環(huán)境影響相對較?。欢钱a品強度高，可以滿足機械化砌筑要求；三是產品熱震好，高溫條件下韌性好，在使用中不易炸裂；四是產品尺寸穩(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，經高壓成型、高溫燒成而制成的一種堿性產品。
　　鎂鋁尖晶石磚的發(fā)展經歷了幾個階段，個階段是采用高純鎂砂和α-AL2O3為原料生產的，該產品利用MgO和從AL2O3在高溫燒成過程中生成部分鎂鋁尖晶石，該產品被稱為代尖晶石，但因為產品的強度低，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的，該代產品不僅強度高，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，現在外都在研究和推廣低導熱系數的鎂鋁尖晶石磚，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，已經逐步走向市場。