堿性耐火磚的耐火度較高,耐火磚的抗堿性及抗?fàn)t渣侵蝕的能力強(qiáng)。主要用于堿性煉鋼爐、有色金屬冶煉爐、玻璃和水泥工業(yè)用窯爐及其他熱工設(shè)備。

堿性耐火磚種類

堿性磚品種有直接結(jié)合鎂鉻磚、尖晶石鎂磚、白云石磚、鎂鋯磚等。堿性磚具有較高的荷重軟化溫度，在高溫下體積比較穩(wěn)定，抗水泥熟料的侵蝕能力較強(qiáng)，但對(duì)溫度的急變比較敏感，抗熱震穩(wěn)定性較差。(1)直接結(jié)合鎂鉻磚以菱鎂礦石和鉻鐵礦為原料，先燒制成輕燒鎂砂，然后按一定級(jí)配經(jīng)高壓成球，在1900℃高溫下燒制成重?zé)V砂，再配入一定比例的鉻鐵礦石，加壓成型，經(jīng)1750～1850℃隧道窯鍛燒而成。直接結(jié)合鎂鉻磚理化性能如表所示。直接結(jié)合鎂鉻磚理化性能(2)鎂尖晶石鎂磚以尖晶石砂和鎂砂為原料(尖晶石砂以菱鎂礦石、苦土粉和工業(yè)氧化鋁為原料，加壓成球，經(jīng)1900℃以上回轉(zhuǎn)窯、豎窯燒成，或2200℃左右的電弧爐內(nèi)熔融而成)，按一定配比，經(jīng)高溫煅燒，即成尖晶石磚。尖晶石磚中氧化鋁含量應(yīng)在l0％～20％。鎂尖晶石磚性能如表所示。鎂尖晶石磚性能鎂尖晶石磚的特性：抗熱震穩(wěn)定性好，體積穩(wěn)定性強(qiáng)，耐高溫性能好，無鉻公害和抗化學(xué)侵蝕能力強(qiáng)。(3)焦油白云石磚主要成分是MgO和CaO，其成分與生料的成分比較接近，所以這種耐火磚的掛窯皮性能比較好，具有高耐火性及良好的抗堿侵蝕能力。但當(dāng)窯皮發(fā)生掉落時(shí)，窯磚也可能會(huì)有一部分與窯皮一起掉落。由于白云石磚中氧化鈣易于吸水，所以抗水化性能較差，因此在存儲(chǔ)、運(yùn)輸過程中采取相應(yīng)措施加以保護(hù)。焦油白云石磚的理化性能如表所示。白云石磚的理化性能(4)鎂鋯磚鎂鋯磚出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代，90年代才應(yīng)用于預(yù)分解窯。由于氧化鋯的熔點(diǎn)為2175℃，當(dāng)溫度超過1660℃才被熟料侵蝕，因此鎂鋯磚的耐火度較高。同時(shí)氧化鋯顆粒四周形成微裂紋，可吸收外力，具有較大的抗斷裂強(qiáng)度；鎂鋯磚在抗SO3、CO2、R2O、Cl－蒸汽侵蝕及抗熟料侵蝕方面具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，并且具有較高的抗壓強(qiáng)度等，可用在工況苛刻的窯內(nèi)。

堿性耐火磚的特性

1 抗侵蝕性

堿性磚對(duì)冶金爐渣、水泥熟料、玻璃窯配料和灰分有良好的抗侵蝕性能。不同熱介質(zhì)對(duì)堿性磚的影響不同。在堿性強(qiáng)的環(huán)境下，如水泥窯燒成帶，耐水泥熟料的侵蝕性能順序?yàn)椋烘V白云石磚＞鎂鉻磚＞鎂尖晶石磚；在轉(zhuǎn)爐、電爐襯中，CaO／SiO2高的鎂磚優(yōu)于CaO／SiO2低的鎂磚；在玻璃窯蓄熱室格子體，CaO／Si02比低的鎂磚，優(yōu)于相應(yīng)級(jí)別的CaO／Si02高的鎂磚；在AOD爐生產(chǎn)不銹鋼時(shí)，爐渣堿度小于2.2，鎂鉻磚的抗渣性優(yōu)于鎂白云石磚，爐渣堿度大于2.2，鎂白云石磚的抗渣性優(yōu)于鎂鉻磚；在重有色冶金爐中，抵抗FeO-SiO2渣的能力：鎂鉻磚＞鎂磚＞鎂尖晶石磚＞鎂白云石磚。

2 高溫性能

堿性耐火磚的耐火度都在2000℃以上，高于其他耐火磚。各堿性耐火磚的荷重軟化溫度、高溫抗折強(qiáng)度、高溫體積穩(wěn)定性和高溫壓縮蠕變性能隨著制磚原料致密度增大、雜質(zhì)含量減少和燒成溫度的提高而優(yōu)化。普通堿性制品的荷重軟化溫度為1550～1600℃；制品：如鎂自云石磚、鎂尖晶石磚、高純鎂磚、直接結(jié)合鎂鉻磚等在1700℃以上；半再結(jié)合、再結(jié)合鎂鉻磚可達(dá)到1750～1800℃。各堿性耐火磚的高溫抗折強(qiáng)度隨試驗(yàn)溫度提高而下降，Cr203含量高的再結(jié)合鎂鉻磚的高溫強(qiáng)度較高。加入電熔原料的堿性磚，高溫強(qiáng)度較高。

堿性耐火磚的熱膨脹率比其他制品高，以MgO為主成分的各種堿性耐火磚的熱膨脹率差別不大。1600℃時(shí)，鎂磚的線膨脹率大，為2.0％左右；鎂鉻磚的線膨脹率小，為1.6％左右；其他堿性耐火磚的熱膨脹率介于兩者之間。

堿性耐火磚的熱導(dǎo)率比高鋁磚、粘土磚、硅磚高。在800℃、1000℃、1200℃時(shí)，鎂磚(MgO 90％～98％)的熱導(dǎo)率(W／(m·K))分別為5.5～5.0、4.5～4.0、4.0～3.5；鎂鉻磚在上述溫度時(shí)，熱導(dǎo)率(W／(m·K))分別為4.5～3.5、3.5～2.5、3.5～2.5；其他堿性耐火磚介于上兩者之間。

堿性耐火磚的比熱容比硅磚、粘土磚大。鎂磚的比熱容較其他堿性磚大。在1000℃、1200℃、1400℃時(shí)，鎂磚(Mgo 97％)的比熱容(kJ／(kg·K))分別為1.20、1.22、1.24；直接結(jié)合鎂鉻磚(Cr203 21％)的比熱容(kj／(kg·K))分別為1.02、1.05、1.07(國外某公司資料)。

堿性耐火磚的抗熱震性不如粘土磚及高鋁磚。各種堿性耐火磚的抗熱震性按下列次序遞減：鎂尖晶石(鎂鋁)磚＞鎂鉻磚＞鎂白云石磚＞鎂磚。

3 耐水化性

與高鋁磚、粘土磚、硅磚比，堿性耐火磚的耐水化性差。在堿性耐火磚中，鎂鈣磚的水化傾向嚴(yán)重，并與制品中CaO含量成正比關(guān)系，生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)、砌筑，使用堿性磚均應(yīng)注意防水化問題。

4 耐真空性

在常溫下耐火材料的蒸氣壓都很低，但在高溫減壓工作(如RH、VOD精煉爐真空處理鋼水)時(shí)，耐火材料因揮發(fā)而損耗。揮發(fā)速度與耐火材料的蒸氣壓成正比，氣相的相對(duì)分子質(zhì)量越大揮發(fā)量越大。作為真空爐用耐火材料，石灰質(zhì)、白云石質(zhì)制品的耐真空性優(yōu)于尖晶石磚、鎂磚和鎂鉻磚。

5 導(dǎo)電性

耐火材料(除含碳制品外)，在常溫下是電能好；800℃時(shí)的單位體積電阻大于100WΩ·cm；1000℃時(shí)大于100WΩ·cm。鉻鐵礦尖晶石都是半導(dǎo)體，其室溫電阻率差別很大；Fe3O4為10-2Ω·cm。MgCr204大于100*100WΩ·cm。耐火材料中的雜質(zhì)對(duì)高溫電導(dǎo)率有重要影響，尤其是氧化鐵和氧化鈣，同一種堿性磚的電阻率隨氣孔率提高而增大。高溫下氣孔率對(duì)電阻率的影響會(huì)明顯減弱以至消失。

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