大石橋國弘耐火材料有(yǒu)限公司

提高高(gāo)純鎂磚使用壽命的三個關鍵參(cān)數是什麽?

發表時間:2024-01-11 訪問量:11804

高純度鎂磚是高溫爐爐襯的結構材料,其使用溫度可達到(dào)2200℃。但是(shì),在這種條件下(例如炭黑反應器中的超(chāo)高溫(wēn)環境中)應用時,高純鎂磚的鑄砂純度和性能卻需要進行仔(zǎi)細(xì)平衡。

我(wǒ)們知道,耐火材料(包括鎂質耐火材料)不隻是要耐高溫(wēn)和耐腐蝕/侵蝕,在使(shǐ)用時還必須盡可能不產生變化。一般認為鎂砂純度以及物理性(xìng)能上的氣孔率和(hé)方鎂石(shí)晶(jīng)粒尺寸等都是提高高純鎂磚使用壽命的關鍵參數。

純度

鎂砂中MgO含量是鎂砂質量的重要指標。但(dàn)隻用(yòng)MgO含量作為評價標(biāo)準是不夠的,雜質的相對含量,特別是那些在高溫條件(jiàn)下容易形成熔體的成(chéng)分的含量也很重要。在雜質成分中,首先是B2O3和SiO2,其次是Al2O3、Fe2O3、MnO以(yǐ)及CaO,它們的影響不僅取決於其含量,特別是要根據CaO/SiO2比(bǐ)來評價各成分對鎂砂質量的影響,通常希望鎂砂中具有高(gāo)CaO/SiO2比,以便(biàn)獲得更佳的高(gāo)溫性能。

在超高溫環境中使用的(de)鎂質耐火材料則需要高純度:因為高純(chún)度的鎂質耐火材料具有高的高溫強度,試驗證明,鎂質耐(nài)火材料的高(gāo)溫抗折(shé)強(qiáng)度(dù)隨MgO含量由90%~98%有緩慢下降的趨勢,但MgO含量超過98%時則突然增加了,其中MgO含量增加到99%以上時能顯著地提高其高溫強度(dù)在這(zhè)種情況下,雜質種類(lèi)的影響已經變得無足輕重了因(yīn)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直接結合組織發達,高溫強度大,材料的耐磨性(xìng)高,抗腐蝕/侵蝕性強。

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

這表明低氣孔率的材料具有高密度,所以氣孔率(lǜ)逛材料致密度的一種尺(chǐ)度。它們對材料的蝕損有影(yǐng)響(xiǎng)。評價氣孔率(lǜ)的標準為:

(1) 氣孔的體(tǐ)積(致密度,即總氣孔率ε);

(2) 氣孔的種類(封閉氣孔比開口氣孔有利;

(3) 氣孔尺寸(cùn)和形狀(比表麵積)。

方鎂石晶粒(lì)大小

方鎂(měi)石晶粒的侵蝕是外來成分(物質)在界(jiè)麵開始的。因此,方接石晶粒增大,相應降低了比表麵積。可見,增加方鎂石晶粒尺寸降低了鎂質耐火材料被(bèi)侵蝕的(de)趨勢,表明粗晶燒結鎂砂具有高抗侵(qīn)蝕的優(yōu)點。

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

(1)致密化程度好(除去外殼(ké)材料的熔觸鎂砂幾乎沒有開口(kǒu)氣孔);

(2)方鎂石晶粒較大(尤其是塊料冷卻適(shì)當(dāng)時(shí))。

對(duì)於燒結(jié)鎂砂而言,可以采取下述技術措施來增加方(fāng)鎂石(shí)晶粒尺寸;

(1)早期的技術措施有

1)添加Cr2O3,通過增大(dà)方鎂石晶格的遷移率(lǜ)以增(zēng)大(dà)晶粒(lì)尺寸和促進致密化;

2)以TiO2:和Fe2O3通過過渡液相培育大晶粒;

3)在豎窯中更高溫(wēn)度下加入氧化物煆燒,達到(dào)大的晶粒。

實際生產中,為了促進方鎂石(shí)晶粒長(zhǎng)大,常使用少量(小於0.5%)Cr2O3、Fe2O3尤(yóu)其是ZrO3以及鈦、釩、錳、鋁、銅的氧化物和鹽。稀土元素促(cù)進晶粒長大,但機理是不同的。

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

通過以上分析(xī)可以認為,選擇純度98.5%-99%MgO、體積密度大於3.35g/cm3、方鎂石晶粒尺寸為50μm到200μm的優質(zhì)鎂砂生產的(de)特種高純度鎂質耐火製品可與炭(tàn)黑反成器中超高(gāo)溫(2100℃)區域的(de)操作條件相適應,而高溫(1725-1925℃)區域則選用97.5%~98%MgO的(de)鎂質耐火製品(pǐn)築襯,進行分區(qū)砌築便於獲得較佳的經濟(jì)/技術效(xiào)果。在炭黑反應器連續操作的條件下證明其使用壽命是充分的。然(rán)而,當爐子操作條件難以(yǐ)保證連續操作時,由於(yú)剝(bāo)落所引起的爐襯(chèn)不連續損毀卻是導致(zhì)其(qí)使用(yòng)壽命並並不十分理想的重要原因。


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