耐火材料工艺学-第五章碱性耐火材料.ppt

《耐火材料工艺学-第五章碱性耐火材料.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、耐火材料工艺学耐火材料工艺学ProcessesofCeramics安徽工业大学材料科学与工程学院冒爱琴Ｅmail：maoaiqinmaq＠163.com重容：◆与主成分MgO或CaO相关物系的相组成变化及特点◆化学矿物组成对MgO-CaO系耐火材料性能的影响◆原料的种类及其烧成物理化学◆制品生产工艺要点、性能及主要应用陶瓷结合，直接结合第四章碱性耐火材料7/30/20212材料科学与工程学院碱性空气转炉成功的关键：白云石耐火材料的开发成功平炉：高荷重软化点的炉顶硅砖问世氧气转炉、炉外精炼、连续铸锭的成功，均是以镁质耐火材料和镁碳质耐火材料为基础。7/30/20213材料科学与工程学院碱

2、性耐火材料=氧化镁或氧化钙或氧化镁-氧化钙分类:①镁质耐火材料：MgO≥80%，方镁石。含镁质不定形耐火材料和镁质制品两大类。②石灰耐火材料：CaO≥95%，氧化钙。③白云石质耐火材料：白云石，氧化钙和方镁石。含镁化白云石、白云石和钙质白云石耐火材料。性能特点：耐火度高，抗碱性渣和铁渣侵蚀性强。应用：氧气转炉、电炉、平炉、钢包、炉外精炼和有色熔炼等。分类及特点:7/30/20214材料科学与工程学院§4.1镁质耐火材料—1860年开始用于转炉炉衬；—1880年用镁砂作平炉炉底，奥地利开始大量生产镁砖；—1895年美国、1900年俄国生产镁砖；—解放后，我国开始生产镁砖。7/30/202

3、15材料科学与工程学院一、与镁质制品有关的物系1、MgO-C的氧化还原反应1、温度：MgO的稳定性随温度的提高而下降，而CO的稳定性随温度的提高而更加稳定；当MgO和CO共处一系并在两者曲线交点以上温度时，发生反应；2、压力：压力降低，MgO的稳定性下降，而CO的稳定性提高。MgO－（C,FeO，R2O3，CaO，SiO2）MgO+C→Mg（g）+CO（g）7/30/20216材料科学与工程学院①降低MgO的蒸汽压；②改变碳的性质（石墨化）稳定碳；③增大气体的扩散阻力：（使砖体致密）；④实行炉衬溅渣层保护（溅渣护炉,高镁硅酸盐）。转炉炉衬中，将发生MgO-C还原反应，消耗氧化镁和碳，引

4、起炉衬解体。采取措施：7/30/20217材料科学与工程学院溅渣护炉基本原理转炉出钢后，留下部分终渣，将渣中MgO含量及粘度调整到适当范围后，用氧枪高速喷吹氮气，使炉渣溅到炉壁上，经快速凝固形成挂渣层，达到护炉的目的。7/30/20218材料科学与工程学院具体做法:在出钢后将转炉前后摇动，使装入侧和出钢侧涂渣，这通常都是在每炼一炉钢后进行一次性的涂渣操作。虽然这种涂渣技术对于炉底、装入侧及出钢侧是有效的，但不能使转妒所有部位均涂上渣，特别是位于炉体不能向侧面摇动，致使筒体上部和耳轴部位不能涂渣。由于溅渣技术确实能使炉衬较均匀涂渣。因而成为一种有重要意义的技术。对溅渣技术最早的报道文献出

5、于美国国家钢厂，该厂1980年开始在转炉出钢后用氧气喷枪吹氩作为维修措施，用渣喷涂炉衬。氩气的高成本和缺少高压情性气源阻碍了该系统的广泛应用。近些年来，多数钢厂容易得到制氧半成品的便宜氮气，这就使溅渣技术成本更低和更有吸引力。溅渣护炉7/30/20219材料科学与工程学院1850℃14002、MgO-FeO、MgO-Fe2O3系相图1400℃开始，MgO能吸收大量FeO而不生成液相。MgO与FeO形成连续固溶体，FeO含量为50%，T液=1850℃7/30/202110材料科学与工程学院1720，以上是炼钢工业日益广泛应用镁质耐火材料的重要原因。缺点：在还原性气氛下，会和碳反应形成Mg

6、金属蒸气和CO,即转炉炉衬将发生还原反应，消耗氧化镁和碳.MgO与Fe2O3形成MgO.Fe2O3尖晶石，T分解=1720℃，吸收大量Fe2O3耐火度仍很高,抗含铁炉渣侵蚀性良好；7/30/202111材料科学与工程学院3、MgO-R2O3(Fe、Al、Cr系相图)所以,♦Fe2O3能促进烧结，避免出现液相的温度降低，并减少液相量；♦MgO-Cr2O3之间产生高温固相直接结合（通过尖晶石形式）；♦Al2O3易进入液相，降低T始熔。①三个二元系统的固化温度分别为：T始熔=1720、1995、2350℃；②在方镁石中的固溶度是：Fe2O3>>Cr2O3>Al2O3（1000℃的固溶度均很低

7、）；③1700℃时，固溶度分别是：70%F-M，14%K-M，3%A-M。7/30/202112材料科学与工程学院高温烧成技术和设备无法实现的情况下，如何获得烧结良好、高温性能卓越的镁质耐火材料？加入铁的氧化物7/30/202113材料科学与工程学院4、尖晶石-硅酸盐系尖晶石:MgO与R2O3在一定温度固相反应产生尖晶石MA(MgO.Al2O3)、MK(MgO.Cr2O3)、MF(MgO.Fe2O3)。硅酸盐系:M2S(镁橄榄石)、C2S（硅酸