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耐火材料用鎂砂的分類及不同點

作者: admin 来源: 未知 发布时间:2020-06-14

全球菱镁矿资源丰富,煅烧或电熔菱镁矿得到优异的镁砂原料是一种产量大、成本较低、应用最广泛的耐火原料。全球的镁砂生产应用中,轻烧镁砂的需求量远远低于重燒鎂砂。镁砂在建材、汽车、航空航天、农牧业等领域都有应用,在钢铁冶金行业更是不可或缺的优质耐火原料。目前来看,全球对镁砂的需求量日益增加,生产高品位、高性能的镁砂对今后的发展至关重要,同时对低品位的矿石和镁砂的改进及利用是重中之重,节约能源走可持续发展道路。

鎂砂根據生産方式的不同,其主要的分類有以下幾種:

1.電熔鎂砂:

將菱鎂石置于電爐內,在2750℃的環境下煉化而得的氧化鎂被稱爲電熔鎂砂。一般擁有極強的耐高溫性,不易被堿性物質所熔,在高溫下不易被融化金屬所侵蝕,常溫下熱傳導性優良。其作爲原料制作而成的高耐火材料碳鎂磚(石墨和電熔鎂砂構成),被普遍應用于轉爐煉鋼和爐外精煉,熔煉周期更短、爐齡得以更長、鋼的品質得到了提升。相比于以氧化鋁爲原料燒制的陶瓷,以其爲原料制作的陶瓷在高溫性能方面表現更爲優異。總體上,相比于燒結鎂砂,電熔鎂砂具有晶粒更大、密度更高的優勢,可以作爲制作鎂制耐材的優質原材料。

 

圖1爲電熔鎂砂的顯微結構圖,其主晶相爲方鎂石,晶粒尺寸很大,最大的可以達到毫米級別。晶間的矽酸鹽相呈薄膜狀分布,薄膜厚度在1~10μm範圍內,其組成多爲CMS或C3MS2。晶界較細且較爲平直。由于其晶間和晶內氣孔很少、體積密度高、晶體尺寸大,具有很好的高溫性能。

2.重燒鎂砂:

也常稱爲低檔鎂砂,其生産制作是將塊狀的菱鎂礦石,置于20~50m3左右的豎窯中,焦炭作爲其燃料,用一步煅燒和人工出料的方式制出MgO含量爲92%左右,體積密度在3.10g/cm3左右的鎂砂産品。用這種方式生産出的鎂砂價格低廉,在普通鎂質燒成磚及不定形耐火材料的生産中作爲主要原材料。

图2为重燒鎂砂的显微结构图,主晶相均为方镁石,晶体尺寸较小,晶界较细且较为平直,晶间常伴随有硅酸盐相,成分多波动在C3S-C2S-C3MS2-M2S之间。方镁石晶粒之间多为硅酸盐结合,且硅酸盐相较多,晶间又有开口气孔,导致其高温性能比较差。

 

3.中檔鎂砂:

中檔鎂砂是選取高品質的菱鎂礦石經過輕燒、細磨、壓球、煅燒等方法,從而提升了其致密和純度的鎂砂,其MgO含量≥95%、體積密度≥3.15g/cm3。體積密度一般在3.20~3.25g/cm3之間,被區分爲94和95兩個牌號。中檔鎂砂如今是鎂砂品類當中的重要組成部分,其作爲原材料被廣泛應用于中檔鎂磚等燒成磚以及一些鎂質不定形耐火材料中。

 

圖3爲中檔鎂砂的顯微結構圖,主晶相方鎂石,晶體多爲渾圓狀和不規粒狀體,晶體尺寸較大,晶粒之間伴隨著矽酸鹽相,且以矽酸鹽相的膠結結合方式爲主,還要很多氣孔,成分在C3S-C2S-C3MS2-M2S之間,性能較好。

4.高純鎂砂:

爲了解決大結晶菱鎂礦石不易燒結這一問題,我國普遍采用“二步煅燒”這一項工藝,制出的高純鎂砂MgO≥97%,體積密度≥3.25g/cm3。所以,我國現階段普遍使用將優質菱鎂礦石用以煤氣爲燃料的反射爐輕燒,然後用雷蒙機細磨輕燒鎂粉,再使用高壓壓球機以幹法壓球的方式,最終以1500℃~2000℃的溫度放置在高溫豎窯內煅燒,從而制得高純鎂砂的這一方法,其制得的高純鎂砂MgO含量爲97%,體積密度介于3.25~3.30g/cm3之間。目前高純鎂砂被分爲97和98兩個牌號,國內這一産品的産量並不穩定,在遼甯省內能産出MgO≥97.5%,C/S≥2,體積密度≥3.30g/cm3的高純鎂砂的廠商爲數不多。

 

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