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镁铬砖高温强度受哪些影响?

时间:2019-05-25 22:32来源:未知 作者:admin 点击:
镁铬砖在不同生产工艺下受到高温强度变化,其大致规律如下: 硅酸盐结合镁铬耐火材料<直接结合镁铬耐火材料<半再结合镁铬耐火材料<电熔再结合镁铬耐火材料。 由于高温抗折

  镁铬砖在不同生产工艺下受到高温强度变化,其大致规律如下:
 


 

  硅酸盐结合镁铬耐火材料<直接结合镁铬耐火材料<半再结合镁铬耐火材料<电熔再结合镁铬耐火材料。

  由于高温抗折强度主要代表了砖中各矿物的结合情况,这说明电熔再结合镁铬砖的结合强度最大,因而高温下其抗侵蚀冲刷能力好。

  由于液相在不同晶粒间的渗透能力要低于在相同晶粒间的渗透能力,当液相含量固定时,第二固相的出现会使固-固接触增加,从而能够提高高温强度。在生产电铬再结合镁铬耐火砖或半再结合镁铬砖时,添加预合成镁铬砂为原料,从而提高了第二固相的含量,使砖的高温强度增大。

 

  生产普通镁铬砖以制砖镁砂和一般耐火级铬矿为原料,镁砂中SiO2≤4%,MgO≥90%,铬矿中Cr2O3为32%-45%。以亚硫酸盐纸浆废液为结合剂,经混练成型后,于1600℃左右烧成。为防止制品在烧成时产生异常膨胀,窑内须保持弱氧化气氛。  (1) 制品的化学成分:SiO2 2.98%-4.50%, MgO 61.75% ~ 72. 69%,Cr2O3 10.04%-14. 9%。  (2) 制品的物理性能:显气孔率18%-21%,常温耐压强度36.1-50. 0MPa,荷重软化温度1600-1640℃。  普通镁铬砖对碱性渣的抵抗力强,抗酸性渣的能力比镁砖好,抗热震性比镁砖好,荷重软化温度较高,高温下体积稳定性好,在1500℃时的重烧线收缩小。该系列制品主要用于φ4.0m以下的中小型回转窑烧成带。

 

  RH炉用镁铬耐火砖的分类及性能

  高温烧成的镁铬砖系耐火砖(如直接结合、再结合、半再结合镁铬砖)由于具有抗低碱度渣蚀能力强的优点,已经广泛应用于精炼炉衬上。镁铬系耐火砖有许多不同的品种,砖的生产工艺、组织结构、性能差异也很大。镁铬系耐火砖按按Cr2O3含量可分为镁铬砖(Cr2O3含量为5~20%)、铬镁砖(Cr2O3含量为20~35%)和铬砖(Cr2O3含量为大于35%),按生产工艺分为烧结砖和熔铸砖等。

 

  由于镁铬耐火砖的品种非常繁多,有文献对其进行了归类总结:

  (1)硅酸盐结合镁铬耐火砖(普通烧成镁铬砖)。这种砖是由杂质(SiO2与CaO)含量较高的普铬矿与制砖镁砂制做成,烧成温度在1550℃左右。结构特点是:耐火物晶粒之间是由硅酸盐结合的,显气孔率较高,抗炉渣侵蚀性较差,高温体积稳定性差。

 

  (2)预反应镁铬耐火砖。将镁砂(轻烧镁粉)与铬矿共磨压坯在窑内烧成,用合成的镁铬砂作为原料再制砖,形成“预反应镁铬砖”。预反应镁铬砖属硅酸盐结合镁铬砖的改进型。

 

  (3)直接结合镁铬耐火砖。直接结合镁铬耐火材料是由杂质含量低的铬精矿与较纯镁砂制作,烧成温度在1700℃以上。其结构特点是:耐火物晶粒之间多呈直接接触,砖中方镁石(固溶体)-方镁石(固溶体)与方镁石(固溶体)尖晶石(固溶体)的直接结合程度高,因此其高温性能、抗炉渣侵蚀性好,高温体积稳定性都较普通镁铬砖好。

 

  (4)熔粒再结合镁铬耐火砖(电溶再结合镁铬)。用电熔方法使镁砂与铬矿(轻烧镁粉或菱镁石与铬矿)充分均匀地反应,合成结构更理想的方镁石固溶体和尖晶石固溶体镁铬原料,再结合镁铬砖就是用此原料制砖称为熔粒再结合镁铬砖。由于制耐火砖原料较纯,都需要在1750℃以上高温或超高温下烧成。其显微结构特征是尖晶石等组元分布均匀、气孔率低、耐火物晶粒之间为直接接触、耐压强度高、抗侵蚀性好、高温强度高等,但缺点是热震稳定性较差。

 

  (5)半再结合镁铬耐火砖。以人工合成原料做颗粒,以铬精矿与镁砂为细粉的镁铬砖都应称为半再结合镁铬砖。国内将由电熔镁铬料作颗粒,而以共烧结料为细粉或以铬精矿与镁砂粉为混合细粉,制作的镁铬砖都称为半再结合镁铬砖。其烧成温度在1700℃以上,砖内耐火物晶粒之间也是以直接结合为主,优点是抗热震性较好,抗侵蚀、抗冲刷也不错。

 

  (6)共烧结镁铬耐火砖(又称全合成镁铬)。用百分之百的烧结合成镁铬砂为制砖原料,再经过高温烧成所生产的镁铬砖就是共烧结镁铬。其特点是抗侵蚀性好,高温体积稳定性好等。

 

  (7)不烧镁铬耐火砖(或称化学结合镁铬)。化学结合不烧镁铬砖,一般采用镁砂与铬矿为制砖原料,以聚磷酸钠或六偏磷酸钠或水玻璃为结合剂压制的镁铬砖。不需高温烧成,只经200℃左右温度烘烤。由于未经高温烧成,镁砂会发生水化,不能长期存放。

 

  (8)熔铸镁铬制品耐火砖。采用镁砂、铬矿为主要原料,加入少量添加剂,经混合、压坯与素烧,破碎成块,进电弧炉熔融,再注入模内、退火,生产成母砖,母砖经切、磨等冷加工制成各种特定形状的制品。熔铸镁铬砖的结构特点是成分分布均匀,耐火物晶粒之间主要为直接接触,硅酸盐以孤岛状存在,砖抗熔体熔蚀、渗透与冲刷特别好,但热震稳定性差。

 

  原燃料的变化对镁铬砖的影响

  只有在工况稳定的窑上,砖衬上才能粘附和维持坚实的窑皮,窑衬的寿命才得以保证,而热工制度的稳定又要求原燃料的稳定,由于煤的供应困难,煤的灰分从32%~45%之间变化,起初为了适应高灰分煤,入窑生料饱和比较高,但煤灰分变化太频繁,又没有煤均化堆场,使入窑生料与煤灰分很难对应,对窑内状况发生很大影响。

 

  检修后投料,牢固窑皮在于20m左右,镁铬砖完全在窑皮之下。但由于煤质的波动,窑皮未端频繁粘挂和脱落,与砖密合粘附在砖上形成机械锚固的窑皮脱落时连带砖体层一同剥落,使砖体变薄,窑皮缩短至16m左右,使部分镁铬砖失去窑皮保护,窑皮末端由于煤灰沉落,窑皮较厚,液相量较少的生料在此处冲刷磨蚀镁砖。

 

  烧成带采用直接结合镁铬砖主要是由于直接结合镁铬砖耐高温,易挂窑皮,但由于砖内硅酸盐含量极低(0.5%~2.5%SiO2),砖内方镁石,尖晶石主要呈直接结合,硅酸盐相孤立存在间隙中,被方镁石、尖晶石晶粒包围,抗高温性能提高,但显微结构韧性很差,使砖的热震稳定性,抗碱蚀能力和抗氧化与还原气氛变化能力有相当降低。

 

  特别在开停较频繁的窑上使用,寿命大为缩短,没有窑皮做为屏障的镁铬砖,表面温度随窑况变化,窑皮频繁更替,会使膨胀系数较大的镁铬砖发生热疲劳,化学侵蚀,液相碱盐的渗入使砖结构恶化,降低抗热疲劳性能,使胴体温度在此几环镁铬砖处不断升高,最终红窑,为了补挂窑皮在胴体表面喷水强制在火砖上形成窑皮,但窑的受热膨胀对砖衬内压应力补偿作用消失,不利于砖衬寿命,加之,砖体太薄不能形成稳定窑皮,多次红窑。只有进窑挖补,砖薄处只有40cm左右。在窑口处2m处的镁铬砖也出现过类似情况。

 

  入窑生料饱合比稳定适中,但煤灰分较大,使烧成带形成低温窑皮,疏松多孔不牢固,当煤灰分突然降低,而喷煤管行走机构故障,喷煤口与窑口平齐,不能送入窑内,使窑口温度升高,窑口圈脱落,低温窑皮不稳定,加上熟料粉尘冲刷、侵蚀,以及窑内几十米砖的挤压,使2m处的异形镁铬砖发生碎裂、掉砖、红窑。

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