镁铝尖晶石对镁质耐火材料抗侵蚀性的影响

王宾宾

摘 要：研究了在电石加工过程中添加耐火尖晶石对镁质耐火材料防锈性能的影响。随着镁铝晶石合金含量的增加，镁耐火材料对石灰窑腐蚀性逐渐降低，杭州金属渣的渗透性逐渐增大，镁耐火材料和玉石耐火材料的处理效果优于钢。抗碳材料优于氧化锆。

关键词：镁铝尖晶石;镁质耐火材料;抗侵蚀性

1、前言

目前，为了提高钢铁的铸轧能力，往往很难对截止水进行钙化处理。然而，在浙江省铸钙炼钢过程中，钢的精炼后果非常严重，铝锆和碳的损伤是前所未有的，镁材料温度高，不易被钙和钙侵蚀，改性镁滑雪板的热震稳定性提出了两个问题：第一，它是一种很有前途的滑雪耐火材料，MgO与碳、碳化物的结合限制了它的发展，它的抗氧化性低，对钢的渗碳过程有不良影响，根据多义性原理，提高了它的耐热性。

2、镁质耐火材料的概况

镁质耐火材料是转炉的主要炉衬。在冶炼过程中，钢渣和钢水与炉衬紧密相连。炉渣对炉衬的侵蚀是炉衬损坏的重要原因，炉渣成分受多种因素影响。转炉渣中的钢种差别很大。不同类型炉渣对耐火材料的侵蚀过程不同。通过对含钛渣和镁耐火材料作用机理的分析，确定炉渣脱碳和炉渣进入耐火材料是造成耐火材料损失的主要原因。

众所周知，尖晶石在高温下具有优异的力学、化学和热力学性能，但烧结的难度并不是很大。Mgo-Mgo-al化合物在各种应用和研究中具有重要的意义。Alper等人研究了mgo-mgal04体系的相图，发现在mgo含量为45%的mgo-mgal2o4二元体系中，在1995c有一个低共晶点，发现了MgO在尖晶石相中的固溶度，其溶解度可达到39%MgO和61%all2o，Bailey等人发现过量的MgO对尖晶石的致密化非常有用。方镁石作为第二相，限制了晶界的移动，产生了具有优良力学性能的致密小晶粒。随着镁铝熟料研究的发展，尖晶石含量为40%（含镁铝熟料）的镁尖晶石砖性能最好。作者还发现，在许多应用中，砖具有良好的抗热震损伤和抗侵蚀腐蚀性能。对水泥回转窑用镁尖晶石砖进行了研究。他们发现，由天然菱镁矿和熔融尖晶石颗粒制成的砖比由海水菱镁矿和烧结尖晶石制成的类似产品具有更高的抗水化、抗碳化和抗硫酸盐侵蚀能力。前者的组合也被报道在更高的液相和可变的涂层状态下表现更好。以92%纯方镁石和8%氧化铝为原料，研制了一种碱性耐火材料。他们发现，在烧成或使用过程中，方镁石和铝土矿的细颗粒会发生反应，形成尖晶石，这与砖中的尖晶石是一样的。他们还取得了突出的抵抗负荷变形，熔渣和剥落。在镁砖中加入尖晶石可以提高镁砖的抗热震性能。水泥回转窑镁铬砖的使用寿命是传统镁铬砖的2～3倍。MgO与尖晶石的热膨胀行为有很大差异，是提高其抗热震性能的原因。非均匀热膨胀导致尖晶石颗粒表面形成大量的拉伸压力环和微裂纹，阻止了热冲击裂纹的扩展。在热压中致密MgO-尖晶石复合体中方镁石尖晶石界面的微裂纹和界面分离是由于冷却过程中热膨胀不均匀和二次尖晶石结晶造成的。

3、结果与讨论

原料的理化性质表明，其纯度在98%以上。IHO煅烧过程中含有石灰和氧化铁，它们是b2o的主要杂质，含量很低。煅烧氧化铝中的主要杂质是碱度。对锭子材料的比重和物相的分析也反映出原材料的纯度高于亚微米的接地面积。主要杂质还包括国际水文组织（IHO）中的少量B23钙和氧化铁，烧结浓度超过96%。单元和相分析也反映了材料的高纯度。

尖晶石燃烧粉碎后的X射线衍射谱表明，氧化物仅由尖晶石组成，不易分离，具有各方反应完全的特点。粉磨后的尖晶石粉体由化学计量组成，其中含有少量的Zr0颗粒，从而消除了粉磨过程中Zr0污染的可能性。打浆表面的单位面积表示材料的亚微米粒径。

3.1密度研究

不同批次的密度图显示，随着尖晶石用量的增加，密度逐渐增大，但变化不大。当烧结温度上升到1650℃时，密度也很好，但温度继续上升，密度没有上升。所有组件1650c-最佳烧结温度。孔隙度的研究也表明了这一点。扫描电子显微填充MgO和更紧密基体之间的间隙，使样品烧结得更好。然而，没有一项关于方密度的研究发现有显著差异，这可能是由于尖晶石和菱镁矿的相密度相似。

3.2热膨胀研究

不同批次的线性热膨胀曲线表明，随着尖晶石用量的增加，热膨胀率降低。这是因为尖晶石的热膨胀低于镁。无尖晶石的A组膨胀值为166%，1400℃时尖晶石含量由30%降至1.36%。复合耐火材料的线膨胀系数，表明随着尖晶石用量的增加，复合耐火材料的成本逐渐降低。

3.3RUL研究

在显示器上，尖晶石和镁的纯氧化相大大提高了RUL的变形值，主要吸附在尖晶石结构中。主轴掺杂降低了变质概率，提高了变形强度。对于纯氧化镁，锭子批次中存在第二级锭子，以限制机械滑动引起的变形。在镁和尖晶石氧化物的热膨胀过程中，失配会在基体中产生微裂纹，有助于粘结和抑制裂纹扩展。尖晶石越多，裂纹越小，基体的力学性能越高。

3.4热冲击后的剩余强度

MOR结果表明，20%尖晶石复合材料的单位强度基本相同，D组与30%尖晶石复合材料的强度相当，但相对较低，这可能是由于存在大量的微裂紋，当发生热冲击时，无尖晶石部分的强度急剧下降，烧结矿将被破坏在较低的压力下。在高温烧结条件下，粘液相只出现镁相杂质，尖晶石的使用大大提高了残余强度，抑制了每批尖晶石的微裂纹。热冲击裂纹扩展在较宽的热冲击周期内，微裂纹的影响更加明显，残余强度的降低是由于温度的升高。在D组中还注意到，它含有30%的尖晶石。在热冲击过程中，大量的微裂纹扩展，导致残余强度降低。

结束语

随着镁铝晶石含量的增加，钙处理钢渣用耐火镁的腐蚀性逐渐降低，纯镁和纯镁耐火材料的抗腐蚀性能明显优于铝锆耐火材料。

参考文献

[1]亢一娜， 赵世贤， 孙红刚，等.一种原位复合相结合镁铝晶石-碳化硅耐火材料的制备方法：， CN110903097A[P].2020.

[2]桂舜， 王周福， 王玺堂，等.铝、硅添加对方镁石-铝镁尖晶石质免烧耐火材料性能的影响[J].武汉科技大学学报， 2019（4）.