大石橋國弘耐火材(cái)料(liào)有限公司

提高高純鎂磚(zhuān)使(shǐ)用壽命的三個關鍵參數是什麽(me)?

發表時間:2024-01-11 訪問量:12660

高純度鎂(měi)磚是高溫爐爐襯的結構材料,其使用溫度可達到(dào)2200℃。但(dàn)是,在這種條件下(例如炭黑反應器中的超高溫環境(jìng)中)應(yīng)用時,高純鎂磚的鑄(zhù)砂純(chún)度和性能卻需要進(jìn)行仔細平衡。

我們知道,耐火材料(包括(kuò)鎂質耐火材料)不隻是要耐高溫和耐腐蝕(shí)/侵蝕,在使用時還必須盡可能(néng)不產生變化。一般認為鎂砂純(chún)度以及(jí)物理性能上(shàng)的氣孔率(lǜ)和方鎂石晶粒(lì)尺寸等都是提高(gāo)高純(chún)鎂磚(zhuān)使用(yòng)壽命(mìng)的關鍵參數。

純度

鎂砂中MgO含量是鎂砂質量的重要指標。但隻用MgO含量作為評價標準是不夠的,雜質的相對(duì)含量,特別是那些在高溫條(tiáo)件(jiàn)下容易形(xíng)成熔體的(de)成分的含量也很重要(yào)。在雜(zá)質成分中,首先是B2O3和SiO2,其次是Al2O3、Fe2O3、MnO以及CaO,它們的(de)影響不僅取決於其含量,特別是要根據CaO/SiO2比來評價各成分(fèn)對鎂砂(shā)質量(liàng)的影響,通常希望鎂砂中具有高CaO/SiO2比,以便獲得(dé)更佳的(de)高溫性能。

在超高溫環境中使用的鎂質耐火(huǒ)材料則(zé)需要高純(chún)度:因為(wéi)高純度的鎂質耐火材料具有高的高溫強度,試驗證明,鎂質耐火材料的高溫抗折強度(dù)隨MgO含量由90%~98%有緩慢下降的趨勢,但MgO含量超過98%時則突然(rán)增加了,其中MgO含量增加到99%以(yǐ)上(shàng)時能顯著地提高其(qí)高溫強度在這種情況下,雜質種類的影響(xiǎng)已經變得無足輕(qīng)重了因為在這種情況下,雜質孤立存在於方鎂石晶粒交接處(角隅),所以MgO-MgO直(zhí)接(jiē)結合組織發達,高溫強度大,材料的耐磨性高,抗腐蝕/侵蝕(shí)性強(qiáng)。

致密度(氣孔率)

耐火材料的相對密度μ與氣孔率ε存在下述關係:

ε=1-μ

這表明低(dī)氣孔率的材料具有高密度,所(suǒ)以氣孔率逛材料致密度的(de)一種尺度。它們對材料(liào)的蝕損有影(yǐng)響。評價氣孔率的標準為:

(1) 氣孔的體(tǐ)積(致密度,即總(zǒng)氣孔率ε);

(2) 氣孔的種類(封閉氣孔比開口氣(qì)孔有利;

(3) 氣孔尺寸和形狀(比表麵積)。

方鎂石晶粒大小

方鎂石(shí)晶粒的侵蝕是外來成分(物(wù)質)在界麵開始的。因此(cǐ),方接石晶粒增大,相應(yīng)降低了比表麵積。可(kě)見,增加方鎂石晶粒尺寸降低了(le)鎂質耐火材料被侵蝕的趨(qū)勢,表明粗晶燒結鎂砂具有高抗侵蝕的優點(diǎn)。

電熔是生產大晶粒鎂砂的根本方法。電熔鎂砂同燒結鎂砂相比,具有(yǒu)如下優點:

(1)致密化程度好(除(chú)去外殼材料的熔觸鎂砂幾乎沒(méi)有開口氣孔);

(2)方鎂石晶粒較大(尤其是塊料冷卻適(shì)當時)。

對於燒(shāo)結鎂砂而言,可以采取下述技術措(cuò)施來增(zēng)加方鎂石晶粒尺(chǐ)寸(cùn);

(1)早期的技術措施有(yǒu)

1)添加Cr2O3,通過增大方鎂石晶(jīng)格的遷移率以增大晶粒(lì)尺寸和促(cù)進致密化(huà);

2)以TiO2:和Fe2O3通過過渡(dù)液相培育大晶粒;

3)在豎窯中更高溫度下加入氧化物煆燒,達到大的晶粒(lì)。

實際生產中,為(wéi)了促進方鎂石晶粒長大,常使用少量(小於0.5%)Cr2O3、Fe2O3尤其是(shì)ZrO3以及鈦、釩、錳(měng)、鋁、銅的氧化物和鹽(yán)。稀土(tǔ)元素促(cù)進晶粒長大,但機理是(shì)不同的。

(2)以天然微晶菱鎂石為原料在豎窯中以非常(cháng)高的溫度燒結可獲得方鎂石晶粒(lì)尺寸從50μm到大200μm的優(yōu)質燒結鎂砂。

通過以上分(fèn)析可以認為,選擇(zé)純度98.5%-99%MgO、體(tǐ)積密度大於3.35g/cm3、方鎂石(shí)晶(jīng)粒尺寸(cùn)為50μm到200μm的優質(zhì)鎂砂生產的特種高純度鎂質耐火製品可與(yǔ)炭(tàn)黑反成器中超高溫(2100℃)區域的操作(zuò)條件(jiàn)相適應,而高(gāo)溫(1725-1925℃)區域則選用97.5%~98%MgO的鎂質耐火製品築襯,進行分區砌(qì)築便於獲得較佳的經濟/技術效果。在炭黑反應器連續操作的(de)條件下證明其使用壽命(mìng)是(shì)充分的。然而,當爐子操作條(tiáo)件難以(yǐ)保證連續操作時,由(yóu)於剝落所引起的爐襯不連續損毀卻是導(dǎo)致其使用(yòng)壽命並並不十分理(lǐ)想的重要原因。


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