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碱性耐火砖有哪些,特性是什么?

2020-10-15 15:04:28 点击:

碱性耐火砖的耐火度较高,耐火砖的抗碱性及抗炉渣侵蚀的能力强。主要用于碱性炼钢炉、有色金属冶炼炉、玻璃和水泥工业用窑炉及其他热工设备。
碱性耐火砖种类
碱性砖品种有直接结合镁铬砖、尖晶石镁砖、白云石砖、镁锆砖等。碱性砖具有较高的荷重软化温度,在高温下体积比较稳定,抗水泥熟料的侵蚀能力较强,但对温度的急变比较敏感,抗热震稳定性较差。(1)直接结合镁铬砖以菱镁矿石和铬铁矿为原料,先烧制成轻烧镁砂,然后按一定级配经高压成球,在1900℃高温下烧制成重烧镁砂,再配入一定比例的铬铁矿石,加压成型,经1750~1850℃隧道窑锻烧而成。直接结合镁铬砖理化性能如表所示。直接结合镁铬砖理化性能(2)镁尖晶石镁砖以尖晶石砂和优质镁砂为原料(尖晶石砂以菱镁矿石、苦土粉和工业氧化铝为原料,加压成球,经1900℃以上回转窑、竖窑烧成,或2200℃左右的电弧炉内熔融而成),按一定配比,经高温煅烧,即成尖晶石砖。尖晶石砖中氧化铝含量应在l0%~20%。镁尖晶石砖性能如表所示。镁尖晶石砖性能镁尖晶石砖的特性:抗热震稳定性好,体积稳定性强,耐高温性能好,无铬公害和抗化学侵蚀能力强。(3)焦油白云石砖主要成分是MgO和CaO,其成分与生料的成分比较接近,所以这种耐火砖的挂窑皮性能比较好,具有高耐火性及良好的抗碱侵蚀能力。但当窑皮发生掉落时,窑砖也可能会有一部分与窑皮一起掉落。由于白云石砖中氧化钙易于吸水,所以抗水化性能较差,因此在存储、运输过程中必须采取相应措施加以保护。焦油白云石砖的理化性能如表所示。白云石砖的理化性能(4)镁锆砖镁锆砖出现于20世纪70年代,90年代才应用于预分解窑。由于氧化锆的熔点为2175℃,当温度超过1660℃才被熟料侵蚀,因此镁锆砖的耐火度较高。同时氧化锆颗粒四周形成微裂纹,可吸收外力,具有较大的抗断裂强度;镁锆砖在抗SO3、CO2、R2O、Cl-蒸汽侵蚀及抗熟料侵蚀方面具有明显的优点,并且具有较高的抗压强度等,可用在工况苛刻的窑内。
碱性耐火砖的特性
1 抗侵蚀性
碱性砖对冶金炉渣、水泥熟料、玻璃窑配料和灰分有良好的抗侵蚀性能。不同热介质对碱性砖的影响不同。在碱性强的环境下,如水泥窑烧成带,耐水泥熟料的侵蚀性能顺序为:镁白云石砖>镁铬砖>镁尖晶石砖;在转炉、电炉衬中,CaO/SiO2高的镁砖优于CaO/SiO2低的镁砖;在玻璃窑蓄热室格子体,CaO/Si02比低的镁砖,优于相应级别的CaO/Si02高的镁砖;在AOD炉生产不锈钢时,炉渣碱度小于2.2,镁铬砖的抗渣性优于镁白云石砖,炉渣碱度大于2.2,镁白云石砖的抗渣性优于镁铬砖;在重有色冶金炉中,抵抗FeO-SiO2渣的能力:镁铬砖>镁砖>镁尖晶石砖>镁白云石砖。
2 高温性能
碱性耐火砖的耐火度都在2000℃以上,高于其他耐火砖。各碱性耐火砖的荷重软化温度、高温抗折强度、高温体积稳定性和高温压缩蠕变性能随着制砖原料致密度增大、杂质含量减少和烧成温度的提高而优化。普通碱性制品的荷重软化温度为1550~1600℃;高档制品:如镁自云石砖、镁尖晶石砖、高纯镁砖、直接结合镁铬砖等在1700℃以上;半再结合、再结合镁铬砖可达到1750~1800℃。各碱性耐火砖的高温抗折强度随试验温度提高而下降,Cr203含量高的再结合镁铬砖的高温强度较高。加入电熔原料的碱性砖,高温强度较高。
碱性耐火砖的热膨胀率比其他制品高,以MgO为主成分的各种碱性耐火砖的热膨胀率差别不大。1600℃时,镁砖的线膨胀率大,为2.0%左右;高级镁铬砖的线膨胀率小,为1.6%左右;其他碱性耐火砖的热膨胀率介于两者之间。
碱性耐火砖的热导率比高铝砖、粘土砖、硅砖高。在800℃、1000℃、1200℃时,镁砖(MgO 90%~98%)的热导率(W/(m·K))分别为5.5~5.0、4.5~4.0、4.0~3.5;镁铬砖在上述温度时,热导率(W/(m·K))分别为4.5~3.5、3.5~2.5、3.5~2.5;其他碱性耐火砖介于上两者之间。
碱性耐火砖的比热容比硅砖、粘土砖大。镁砖的比热容较其他碱性砖大。在1000℃、1200℃、1400℃时,镁砖(Mgo 97%)的比热容(kJ/(kg·K))分别为1.20、1.22、1.24;直接结合镁铬砖(Cr203 21%)的比热容(kj/(kg·K))分别为1.02、1.05、1.07(国外某公司资料)。
碱性耐火砖的抗热震性不如粘土砖及高铝砖。各种碱性耐火砖的抗热震性按下列次序递减:镁尖晶石(镁铝)砖>镁铬砖>镁白云石砖>镁砖。
3 耐水化性
高铝砖、粘土砖、硅砖比,碱性耐火砖的耐水化性差。在碱性耐火砖中,镁钙砖的水化倾向严重,并与制品中CaO含量成正比关系,生产、储运、砌筑,使用碱性砖均应注意防水化问题。
4 耐真空性
在常温下耐火材料的蒸气压都很低,但在高温减压工作(如RH、VOD精炼炉真空处理钢水)时,耐火材料因挥发而损耗。挥发速度与耐火材料的蒸气压成正比,气相的相对分子质量越大挥发量越大。作为真空炉用耐火材料,石灰质、白云石质制品的耐真空性优于尖晶石砖、镁砖和镁铬砖。
5 导电性
耐火材料(除含碳制品外),在常温下是电能好;800℃时的单位体积电阻大于100WΩ·cm;1000℃时大于100WΩ·cm。铬铁矿尖晶石都是半导体,其室温电阻率差别很大;Fe3O4为10-2Ω·cm。MgCr204大于100*100WΩ·cm。耐火材料中的杂质对高温电导率有重要影响,尤其是氧化铁和氧化钙,同一种碱性砖的电阻率随气孔率提高而增大。高温下气孔率对电阻率的影响会明显减弱以至消失。
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