关于电熔镁铝尖晶石及其制品

钢包是炼钢工业中的重要设备，作为钢包内衬的耐火材料，发生了几次大的变化。优质镁铝铬砖以前是采用传统的经烧结而成的粘土砖和三等高铝砖，这种耐火材料在使用过程中显示出较差的耐剥落性和耐侵蚀性，使用寿命低，平均只有10次，经处理也只能达到20次左右。随着炼钢技术的发展，钢水护外精炼对钢包内衬耐火材料要求的提高，在20世纪即年代初，曾经推广应用整体浇注镁铝质盛钢桶内衬材质。这种内衬整体性好，显着提高了使用寿命，但存在烘烤钢包时间长，有较严重的现象，对于中小型钢厂多数没有设备的情况下，拆包困难。为了弥补这方面的不足，继而成功的应用铝镁不烧砖。该衬砖筑砌容易，烘烤时间短和易拆包，但仍存在易戮渣和耐剥落性差的问题。在此基础上，为了克服铝镁不烧砖钢包内衬容易猫渣的问题，在即年代后期又研制了铝镁碳不烧砖，取代铝镁不烧砖。该材质综合了铝镁材料和含碳材料的性能。铝镁碳不烧砖具有的主要优点是:没有砖缝熔损，具有较好的抗渣能力和抗热振性，克服了钢水和渣的渗透引起的结构剥落现象，使用寿命明显提高等。该制品由于是不烧或低温烧成，节约能源，降低了成本，经济效益十分明显，引起了人们的注意。电炉镁碳砖

早在60年代，已经开发镁铝尖晶石砖，但未投放市场。为了解决铬在生产和使用中的问题，日本在70年代推出了含尖晶石镁砖。即往镁砂中添加烧结尖晶石，并在隧道窑中高温(1900℃)烧成镁尖晶石砖.以尖晶石替代氧化铬和氧化铁。

那年代各种镁铝尖晶石砖纷纷问世，但其使用寿命不如铬镁砖。在弄清了损毁的原因后，此种砖的性能有了根本的改进，从而可以和铬镁砖相匹敌。

尖晶石(镁铝尖晶石)结合的镁质制品的优异性能，如抗渣性，抗剥落性及抗蠕变性能早已为人们所知。自1942年起已有研究，1964年已有产品开发，但是欧洲直到20世纪70年代末才对这种制品表现出较大的兴趣，日本在1976年就开始在水泥工业中使用镁铝尖晶石砖。近年来，国际上对镁铝尖晶石及制品的研究日益增多。

我国在20世纪劝年始用矾土和菱镁矿(或轻烧MgO)合成镁铝尖晶石原料的研究。近年来，还开展了一系列制取镁铝尖晶石结合镁质制品工艺的研究，取得了不少成就，但是性能优异的高纯制品却一直苦于高的烧成温度而受到限制。国内有人用活性尖晶石粉.把国外的温烧成工艺(1850℃)降到1660℃。但是对于一般以煤为燃料的普通耐火窑炉而言，仍是做到的。为此，国内的耐火材料专家及学者将自制活性镁铝胶作为结合剂，研究了用活性镁铝胶作结合剂的高纯镁砖及尖晶石结合镁砖的性能，利用镁铝胶的活性，使这两种性能优异的制品在1550℃烧成，为在普通耐火厂的窑沪中烧制这类高级制品提供了可能。

优质镁铝铬砖

国内某些大型钢铁企业的耐火材料研究者及专家近期研制并应用了镁铝尖晶石不烧砖。通过活性石灰回砖窑的生产实际，研制开发了镁铝尖晶石不烧砖。使用表明，研制的镁铝尖晶石不烧砖在活性石灰回转窑的烧成使用寿命达1年以上。长时间以来，直接结合镁铬砖由干具有优良的抗渣性和耐侵蚀性，被普遗用于大型碱性回转窑。但随着环保间题的日益严重，镁铬制品在使用后产生的六价铬已成为世界的问题，为此，研究耐剥落性好，热膨胀率低，组织脱化少及耐侵蚀的镁铝系耐火材料，作为镁铬系耐火材料替代材料应用于碱性回转窑。自20世纪初不定形耐火材料出现之后，就逐步在冶金行业得到广泛的应用。今天，一些工业发达国家的不定型耐火产量几乎占耐火材料总量的一半。目前钢铁行业应用范围广，使用的耐火材料是镁铝系不定型耐材，约占不定型耐材生产总量的85%，被广泛应用在转炉、钢包、铁包、加热炉及高炉，几乎冶金热工设备。

镁铝尖晶石(MgO·Al2O3 )具有较高的熔点、热膨胀小、热应力低、热振稳定性好，同时它具有较稳定的化学性质，对碱性熔渣具有较强的抵抗能力，是铝镁不烧砖得以使用的点，是提高寿命的关键物质之一。由于近年来人工合成镁铝尖晶石技术的逐步成熟，使用合成好的尖晶石材料直接生产钢包砖成为可能，可使其特性显着提高。

镁铝尖晶石的质量是关系到镁铝尖晶石砖能否达到合适效果的关键间题之一。通过试验室的试验筛选和有关资料的介绍，富镁尖晶石在20%一30%其抗侵蚀性、抗结构剥落性和抗热振性能都比较好。但钢包在生产操作过程中各种条件因素比较多，要求镁铝尖晶石加入量应在30%一40%较为合理。因此在制砖过程中，除加入生产好的人工尖晶石外，还加入电熔镁钞粉和刚玉粉，使之在使用过程中再生成二次尖晶石.从而提高砖体墓质部分的性能，为控制原料有害杂质是低熔点物Na20和K2O含量，原料的选用需注惫。

镁铝尖晶石(也称尖晶石)的化学式为MgO-Al2O3，含Mg0为28.3%，Al2O3为71.7%。尖晶石是Mg0-Al2O3二元系统相图中的一个中间化合物，其熔点为2135℃。Bartha指出，镁铝尖晶石与镁铬尖晶石相比，主要优点是对还原性气氛如游离CO2，游离SO2/SO3及游离K2O/Na2O的抗蚀，以及具有较好的热稳定性与性。目前工业生产和使用的大部分尖晶石耐火材料Na2O含量约在8%一15%之间。

镁铝尖晶石砖的生产工艺如下。

镁砂(或电熔镇铝尖晶石砂)-破粉碎-筛分(细磨-细粉）-原料-混练-成形-干燥-高温烧成-制品

镁砂和电熔镁铝尖晶石砂按工艺进行破粉碎，使骨料颗粒组成和细粉细度达到工艺要求。将制备好的骨料和细粉按工艺要求严格进行称量配料，加入里结合剂；在混碾机内混合15一20min。摩擦压砖机型，半成品经8一16h干燥；将干燥好的砖坯装人隧道窑内烧成，烧成温度1660一1680℃。

镁铝尖晶石不烧砖原料选用中档烧结镁砂、预合成的镁铝尖晶石、硅微粉和氧化铝微粉。

由于不烧砖不需要高温烧成，经过烘烤便可直接砌筑使用，因此对不烧砖的常温强度要求比较严格，所用结合剂也要满足；对以镁砂为主要组成的不烧砖有良好的结合作用，压制的砖坯要有的出模强度，烘烤后达到40MPa以上常温强度，满足运输、砌筑要求；结合剂便于使用.不使生产工艺复杂化:结合剂的结合性能应强，加入量要少，以免大幅度降低不烧砖的高温性能。