碱性耐火材料

　　一、碱性耐火材料的生产用原料
　　1、镁砂原料：镁砂是指具有一定颗粒组成的烧结镁石，它是由烧结镁石破碎而成的。
　　（1）烧结镁砂：
　　烧结镁砂是采用菱镁石为原料经不同工艺高温煅烧而成的，它分为普通镁砂、中档镁砂、高纯镁砂。
　　（2）电熔镁砂：
　　电熔镁砂是菱镁石或轻烧镁砂在电弧炉中熔炼而成的。电熔镁砂的主要成份如下：
　　（3）海水镁砂：
　　海水中金属元素除钠以外，镁是富有的，每吨海水中含有2克氧化镁。
　　2、铬铁矿
　　我国是一个铬铁矿藏比较贫乏的，铬铁矿主要分布在我国新疆、西藏地区，且品位较低。目前，我国耐火级铬铁矿主要从印度、菲律宾、巴基斯坦和南非进口，下表是外常用铬铁矿的化学性能：
　　从上述铬矿的化学成份中可以看出，国产矿的杂质含量（尤其是SiO2含量）比国外进口矿高，国外进口矿分两个类型：一是低铁铬矿，二是高铁铬矿。不同铁含量的铬矿可以根据不同行业。不同窑炉的使用条件选用，水泥行业用镁铬砖就可以同时选用两种铬矿来搭配生产。
　　3、镁铝尖晶石料
　　镁铝尖晶石料是生产镁铝尖晶石砖的主要原料，它的合成 一般是采用与合成的办法来解决。与合成的办法有两种：一是采用轻烧MgO粉（或菱镁石原矿）与工业AL2O3（或特种铝矾土）共磨→压球（或打成荒坯）→高温烧成而产生；另一种是采用轻烧MgO粉（或菱镁石原矿）与工业AL2O3（或特种铝矾土）掺和均匀→电炉溶化→冷却→拣选而生产。
　　上述两种方法合成的镁铝尖晶石料的化学成份偏差不大，大差别是合成料的体积密度不同，烧结法合成的尖晶石料体积密度只能达到3.15～3.25 g/cm3,而电熔法合成的尖晶石料的体积密度可以达到3.40 g/cm3。
　　二、碱性耐火材料的生产工艺
　　碱性耐火材料一般采用多级配料、高压成型、高温烧成的方法来生产。根据不同档次产品的要求不同，相应所选用原料、成型密度、煅烧温度也会不一样，下面就水泥窑用普通镁铬砖、半直接结合镁铬砖、直接结合镁铬砖、特种镁铬砖、低铬镁铬砖、镁铁尖晶石砖、镁铝尖晶石砖分别加以介绍。
　　1、普通镁铬砖
　　普通镁铬砖是采用普通烧结镁砂和普通铬矿（新疆产）为主要原料经过高压成型、高温烧成（1580～1600℃）而成的以硅酸盐相结合的一种碱性耐火材料，该产品杂质含量较高，强度比较低，高温荷重软化温度比较低，一般适合于湿法或1000t/d以下干法水泥窑。
　　2、半直接结合镁铬砖
　　半直接结合镁铬砖采用中档镁砂、普通铬矿为主要原料，经过配料成型和高温（1600～1650℃）烧成而产生的一种碱性耐火材料，半直接结合镁铬砖的矿物组成以方镁石为主，少量生成MgO. Cr2O3尖晶石、MgO. AL2O3尖晶石和MgO.Fe2O3尖晶石，方镁石和镁尖晶石之间被较多硅酸盐相连接在一起，该产品是介于普通镁铬砖和直接结合镁铬砖之间的一种碱性产品，该产品主要在2000t/d以下干法窑上使用。
　　3、直接结合镁铬砖
　　（1）常规直接结合镁铬砖
　　常规直接结合镁铬砖是采用中档镁砂、高纯镁砂、铬精矿为主要原料、经高压成型、高温烧成（1700～1780℃）而生产的一种碱性制品，该产品直接结合程度较高，硅酸盐相呈孤岛状分布其中，该产品性能比较良，如荷重软化温度大于1700℃，强度较高（40MPa以上），显气孔率比较低（小于18%），热震较好（一般5～7次）。但该产品也存在一些问题，如高温下韧性较差，在使用中易产生剥落损坏，一般在2500t/d及以下干法窑烧成带上使用，效果比较理想。
　　（2）特种直接结合镁铬砖：
　　目前，在4000t/d以上大型窑烧成带使用的碱性耐火材料主要有镁铁尖晶石砖、低铬镁铬砖和镁铝铬砖、以及特种镁铬砖。
　　特种镁铬砖采用镁铁尖晶石合成料和铬精矿为主要原料，经高压成型、高温烧成的一种碱性材料，该产品的主要特点：一是Cr2O3含量低，Cr6+产生成量少，对环境影响相对较小；二是产品强度高，可以满足机械化砌筑要求；三是产品热震好，高温条件下韧性好，在使用中不易炸裂；四是产品尺寸稳定，尺寸偏差较小，外观规整。
　　4、镁铝尖晶石砖
　　镁铝尖晶石砖是采用高纯镁砂和合成尖晶石为原料，经高压成型、高温烧成而制成的一种碱性产品。
　　镁铝尖晶石砖的发展经历了几个阶段，个阶段是采用高纯镁砂和α-AL2O3为原料生产的，该产品利用MgO和从AL2O3在高温烧成过程中生成部分镁铝尖晶石，该产品被称为代尖晶石，但因为产品的强度低，热震不太好而被第二代尖晶石取代。
　　第二代尖晶石是采用高纯MgO、电熔MgO和预合成镁铝尖晶石为主原料生产的，该代产品不仅强度高，而且气孔率低，热震稳定性比较好，但缺点是导热系数比较大，易造成回转窑简体温度过高，不仅热损失大，而且简体易变形。因此，现在外都在研究和推广低导热系数的镁铝尖晶石砖，国外普遍采用代尖晶石和第二代尖晶石复合的办法来增加产品中微裂纹的量，从而形成多渠道热传递“屏障”以达到降低镁铝尖晶石砖导热系数的目的。目前，第三代镁铝铁尖晶石耐火砖以绿色环保、著称，已经逐步走向市场。