镁铬砖生产用工艺介绍

镁铬砖的组成

镁铬砖是含MgO：55%-80%、Cr2O3：8%-20%的碱性耐火制品，以方镁石和复合尖晶石XO·Y2O3为主晶相，其中XO主要是MgO、FeO;Y2O3主要是Cr2O3、Al2O3、Fe2O3。其中XO和Y2O3的摩尔数相等，多余的Y2O3固溶于复合尖晶石中。还有少量的硅酸盐相(镁橄榄石和钙镁橄揽石)。

所用原料及生产工艺

镁铬砖以质烧结镁砂和铬铁矿(Cr2O3：30%?45%、CaO小于1%~1.5%)为主要原料。镁铬砖的生产公寓与镁砖大体相似。不烧镁铬砖用无机镁盐溶液作为结合剂。烧成过程中由于MgO和Cr2O3、Al2O3或铁的氧化物反应生成尖晶石时的膨胀而引起的松散效应。可采用预先合成的镁铬砂制砖，须在1600℃以上的氧化气氛下烧成。如果气氛性能有变化，铬铁矿中的Fe2O3受氧化-还原反应影响，形成铁的各价氧化物。同时Cr2O3也还原产生不同价化合物。在反复反映下，造成砖的损坏，所以尽可能采用高MgO低Cr2O3的制品。

根据制品所用原料和工艺特点，可分为熔铸镁铬砖、直接结合镁铬砖、硅酸盐结合镁铬砖、再结合镁铬砖、半再结合镁铬砖、预反应镁铬砖和不烧镁铬砖。

镁铬砖制备工艺及性能

一、制备工艺对镁铬砖性能的影响

生产工艺的不同使得镁铬材料的结构存在明显差异，进而影响镁铬砖的性能。例如，直接结合镁铬砖热震稳定性好，电熔再结合镁铬砖的抗侵蚀性能强，半再结合镁铬砖的性能介于两者之间。为此，本部分将详细讨论生产工艺对镁铬砖性能的影响。

制备工艺和铬矿对镁铬砖性能的影响

1.组织结构性能

不同生产工艺制备的镁铬耐火材料的显气孔率、体积密度也不同。

不同工艺的镁铬耐火材料的气孔率和体积密度差异较大，气孔率变化规律如下：硅酸盐结合镁铬耐火材料（T)>直接结合镁铬耐火材料(C)>半再结合镁铬耐火材料(B)>电熔再结合镁铬耐火材料（D);体积密度则呈相反趋势。这主要是由工艺不同引起的，质镁铬砖（电熔再结合镁铬砖、半再结合镁铬砖和直接结合镁铬砖）由于其生产原料纯度高、成型压力高、烧成温度高，因此制品的结构致密，气孔率低，体积密度大。由此可见，生产工艺对耐火材料性能影响很大。

热态强度

生产工艺对镁铬耐火材料高温强度的影响

不同工艺的镁铬耐火材料高温强度变化规律如下：硅酸盐结合镁铬耐火材料<直接结合镁铬耐火材料<半再结合镁铬耐火材料<电熔再结合镁铬耐火材料。由于高温抗折强度主要代表了砖中各矿物的结合情况，这说明电熔再结合镁铬砖的结合强度大，因而高温下其抗侵蚀冲刷能力好。

由于液相在不同晶粒间的渗透能力要低于在相同晶粒间的渗透能力，当液相含量固定时，第二固相的出现会使固-固接触增加，从而能够提高砖的高温强度。在生产电烙再结合镁铬砖或半再结合镁铬砖时，添加预合成镁铬砂为原料，从而提高了第二固相的含量，使砖的高温强度增大。

从图3-6中可以看出，不同工艺的镁铬耐火材料高温强度变化规律如下：硅酸盐结合镁铬耐火材料<直接结合镁铬耐火材料<半再结合镁铬耐火材料<电熔再结合镁铬耐火材料。由于高温抗折强度主要代表了砖中各矿物的结合情况，这说明电熔再结合镁铬砖的结合强度大，因而高温下其抗侵蚀冲刷能力好。

由于液相在不同晶粒间的渗透能力要低于在相同晶粒间的渗透能力，当液相含量固定时，第二固相的出现会使固-固接触增加，从而能够提高砖的高温强度。在生产电烙再结合镁铬砖或半再结合镁铬砖时，添加预合成镁铬砂为原料，从而提高了第二固相的含量，使砖的高温强度增大。

2.热震稳定性

采用1100℃，风冷1次后的残存强度百分率比较各种镁铬砖的热震稳定性，结果如图3-7所示。由图3-7可知，不同生产工艺镁铬砖中普通镁铬砖的热震稳定性好，半再结合镁铬砖和直接结合镁铬砖次之，电熔再结合镁铬砖差。

种镁铬砖的热震稳定性

3.抗渣性

由于晶间尖晶石是从硅酸盐液相中析出的，因此少量SiO2的存在对晶间尖晶石形成有利。但SiO2含量多了，液相量会显著増加，从而降低镁铬砖高温强度并有助于外来熔体沿液相渠道的渗入，使侵蚀加剧。CaO含量高了，会显著降低出现液相的温度，对高温强度与抗侵蚀不利，特别是在镁铬砖中A12O3与Fe2O3含量高时更为显著。因此，在制作质镁铬砖时，应尽量选用SiO2、CaO、Fe2O3(FeO)含量低，而Cr2O3、A12O3含量高的铬矿为原料。

铬矿对镁铬砖性能的影响

铬矿是生产镁铬砖的主要原料，因来源的不同，其主要杂质含量各异。此外，铬矿的加入量也会对镤铬砖的性能产生影响。本部分将主要阐明铬矿来源及加入量对直接结合镁铬砖性能的影响。

1.铬矿粒度的影响

国产的高铬矿w(Cr2O3)>53%)虽氧化铁含量远低于南非铬矿，但二氧化硅含量较高。为此，主要研究了国产高铬矿的粒度组成对直接结合镁铬砖性能的影响。制品的耐压强度随着铬矿临界粒度的减小而提高，高温抗折强度（1400℃，0.5h)则随着铬矿临界粒度的减小而降低，铬矿临界粒度为1.5mm时，热震稳定性出现峰值。

铬矿粒度铬矿对镁铬砖性能的影响

2.铬矿加入量的影响

将电熔镁砂与南非铬矿按照不同的比例配制成Cr2O3含量不同的直接结合镁铬试样，在1740℃的高温随道窑中烧成，所用电熔镁砂、南非铬矿以及镁铬试样的化学成分见表3-2。

在1740℃的高温随道窑中烧成，所用电熔镁砂、南非铬矿以及镁铬试样的化学成分

南非铬矿对直接结合镁铬砖性能的影响

随着铬矿含量的增加，直接结合镁铬试样的显气孔率降低、体积密度增加、热震稳定性提高。光学显微镜、SEM和EDAX分析表明，高温煅烧之后，南非铬矿中的绝大多数氧化铁均进人方镁石相中，形成（MgO、FeO)固溶体或铁酸镁二次尖晶石。在前面分析中曾提到，形成（Mg,Fe)O时体积收缩20%，而且在有CaO存在下，在1500℃就已有液相出现，促使致密烧结，这就是南非矿使烧结合成料体积密度增加，气孔率下降的原因之一。

南非铬矿对直接结合镁铬砖性能的影响

EDAX分析镁富氏体相成分可知：各倍半氧化物在方镁石的固溶量次序为：Fe2O3>Cr2O3>Al2O3,虽也有一定量氧化镁通过扩散进入铬铁尖晶石中，但比较而言，铬铁尖晶石中的倍半氧化物（尤其是Fe203)进人方镁石中的量大于氧化镁进入铬铁复合尖晶石中的量。故经高温煅烧后，镁砂与铬矿的成分均发生变化，方镁石中形成了较多的二次尖晶石，其典型成分（EDAX分析，质量分数）为：MgO 75.90%，Al2O3 3.21%，Fe2O3 15.49%，Cr2O3 5.42%。铬矿颗粒的成分变化也较大，铬矿颗粒的典型化学成分为（直接结合的边界）；MgO 21.69%，Cr2O3 47.35%，A12O3 12.31%，Fe2O3 12.73%，故该直接结合镁铬材料的直接结合程度高。所以随着铬矿含量的增加，显著地改善了镁铬试样的物理性能。

直接结合镁铬砖抗有色冶炼介质侵蚀性能与铬矿含量的关系

随着试样中Cr203含量的增加，其抗有色冶炼介质的侵蚀能力明显增加，抗侵蚀和抗渗透能力。

镁铬砖的价格，多少钱一吨

镁铬砖是以烧结镁石和铬铁矿为主要原料，按适当比例配合制成的以方镁石和镁铬尖晶石(MgOCr2O3)为主晶相，以镁橄榄石和钙镁橄榄石为次晶相的碱性耐火材料。镁铬砖是由40％～80％死烧镁砂和20％～60％铬铁矿，在1655℃烧制而成。镁铬砖也可电熔浇铸，生产熔铸镁铬砖。我国制备镁铬砖用的铬铁矿主要由河南、甘肃提供，Cr2O3含量一般可达30%以上。镁铬砖在烧成过程中，气氛对其结构影响很大。耐火砖置于氧化气氛中时在高温下有很多的尖晶石进入方镁石形成的固溶体中，而铬铁矿相中氧化铁(FeO)则被氧化。氧化气氛引起方镁石的晶粒长大和沉析尖晶石的增加。还原气氛则使金属氧化物还原为铁一铬金属。铬铁矿含量少时，坯体中只有很少的尖晶石，呈分散沉析尖晶石状态。铬铁矿含量增加时，尖晶石沉析物增多，耐火砖尺寸也增大。镁铬砖具有良的耐碱性物料的侵蚀能力，抗Na2SO4侵蚀能力强，高温体积稳定性好，耐热震性好，荷重软化温度比普通镁砖高，是一种理想的高性能耐火材料，其价格从几千元到上万元不等。

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