第6章堿性耐火材料課件0

1、第六章第六章 堿性耐火材料堿性耐火材料 定定 義：義： 氧化鎂或氧化鈣、或氧化鎂氧化鎂或氧化鈣、或氧化鎂-氧化鈣質(zhì)耐火材料氧化鈣質(zhì)耐火材料 分分 類：類： 鎂質(zhì)耐火材料：鎂質(zhì)耐火材料：MgO80%，方鎂石。，方鎂石。 鈣質(zhì)耐火材料：鈣質(zhì)耐火材料：CaO95%，方鈣石。，方鈣石。 白云石質(zhì)耐火材料：白云石，方鈣石和方鎂石。白云石質(zhì)耐火材料：白云石，方鈣石和方鎂石。 鎂質(zhì)白云石、白云石和鈣質(zhì)白云石耐火材料。鎂質(zhì)白云石、白云石和鈣質(zhì)白云石耐火材料。 尖晶石質(zhì)耐火材料：尖晶石質(zhì)耐火材料：MgO(Al2O3/Cr2O3/Fe2O3 ) 鎂橄欖石質(zhì)耐火材料：鎂橄欖石質(zhì)耐火材料： 2MgOSiO2 鎂鋁（尖

2、晶石）碳磚、鋁鎂（尖晶石）碳磚、鎂碳質(zhì)鎂鋁（尖晶石）碳磚、鋁鎂（尖晶石）碳磚、鎂碳質(zhì) 耐火材料耐火材料 概概 述述200220032004200520062007200801000020000300004000050000鋼產(chǎn)量，萬噸年 度近近年年我我國國鋼鋼產(chǎn)產(chǎn)量量的的變變化化 鋼水的潔凈度是提高鋼材質(zhì)量的基礎(chǔ)！鋼水的潔凈度是提高鋼材質(zhì)量的基礎(chǔ)！影響鋼水純凈度的夾雜物影響鋼水純凈度的夾雜物來源：來源： 鋼渣和耐火材料鋼渣和耐火材料 鋼水鋼水再氧化再氧化 目前，市場對潔凈鋼的需目前，市場對潔凈鋼的需求逐年增加，除了要求降低求逐年增加，除了要求降低鋼中非金屬氧化物夾雜含量鋼中非金屬氧化物夾雜含量

3、和控制其形態(tài)、化學(xué)成分及和控制其形態(tài)、化學(xué)成分及尺寸分布外，還要求降低鋼尺寸分布外，還要求降低鋼中雜質(zhì)元素中雜質(zhì)元素 (如：如：S、P、H、N、甚至、甚至C) 和痕量元素和痕量元素 (如：如：As、Sn、Sb、Se、Cu、Pb及及Bi) 含量。含量。鋼材中的夾雜物鋼材中的夾雜物 鋼材中的非金屬夾雜物來源很多，包括：鋼材中的非金屬夾雜物來源很多，包括：(1) 脫氧產(chǎn)物。脫氧產(chǎn)物。例如低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼內(nèi)的主要夾雜物是例如低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼內(nèi)的主要夾雜物是Al2O3，該夾雜物，該夾雜物因鋼中溶解氧與加入的脫氧劑因鋼中溶解氧與加入的脫氧劑 (如如Al) 發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生，Al2O3在富氧環(huán)

4、境下生成，形狀呈樹枝狀，其中可能也包括一些較小的在富氧環(huán)境下生成，形狀呈樹枝狀，其中可能也包括一些較小的Al2O3顆粒碰撞聚集物。顆粒碰撞聚集物。(2) 二次氧化產(chǎn)物。二次氧化產(chǎn)物。例如鋼水中殘留的例如鋼水中殘留的Al被渣中被渣中FeO氧化或暴露在大氧化或暴露在大氣中氧化生成氣中氧化生成Al2O3。(3) 出鋼時帶入的冶金爐渣。出鋼時帶入的冶金爐渣。通常為球形液態(tài)夾雜。通常為球形液態(tài)夾雜。(4) 其它來源的外來夾雜物。其它來源的外來夾雜物。如飛灰、剝落的耐火磚襯和陶瓷爐襯顆如飛灰、剝落的耐火磚襯和陶瓷爐襯顆粒。這類夾雜物通常尺寸大且形狀不規(guī)則。它們常常作為粒。這類夾雜物通常尺寸大且形狀不規(guī)則。

5、它們常常作為Al2O3非非均質(zhì)形核的晶核并夾帶某些顆粒。均質(zhì)形核的晶核并夾帶某些顆粒。(5) 化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物。化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物。如用如用Ca改質(zhì)處理夾雜物時，反應(yīng)進(jìn)行不正常時出改質(zhì)處理夾雜物時，反應(yīng)進(jìn)行不正常時出現(xiàn)的產(chǎn)物。現(xiàn)的產(chǎn)物。耐火材料對脫硫作用的實驗室研究耐火材料對脫硫作用的實驗室研究1-石灰磚；石灰磚；2-剛玉磚；剛玉磚；3-鎂鋁尖晶石磚；鎂鋁尖晶石磚；4-鎂磚；鎂磚；5-鎂碳磚；鎂碳磚；6-鎂鈣磚；鎂鈣磚；7-油浸高鋁磚；油浸高鋁磚；8-高鋁磚；高鋁磚；9-鎂鉻磚；鎂鉻磚； 10-鋯英石磚鋯英石磚 耐火材料堿性化！耐火材料堿性化！氧化物的自由能及氧分壓氧化物的自由能及氧分壓 n堿性耐火原料

6、堿性耐火原料鎂砂鎂砂 (MgO)鎂鈣砂鎂鈣砂 (MgO-CaO)鎂鋁尖晶石料鎂鋁尖晶石料 (MgO-Al2O3)鎂鉻砂（鎂鉻砂（MgO-Cr2O3- Al2O3-FeO-Fe2O3 ）鎂鋯砂（鎂鋯砂（MgO-ZrO2-SiO2）堿性耐火材料堿性耐火材料鎂磚鎂磚鎂鋁（尖晶石）碳磚、鋁鎂（尖晶石）碳磚鎂鋁（尖晶石）碳磚、鋁鎂（尖晶石）碳磚鎂碳質(zhì)耐火材料鎂碳質(zhì)耐火材料 鎂鈣耐火材料鎂鈣耐火材料 鎂鉻磚鎂鉻磚 鎂尖晶石磚鎂尖晶石磚堿性不定形耐火材料堿性不定形耐火材料一、堿性耐火原料一、堿性耐火原料1.1 鎂砂（鎂砂（MgO）1.2 鎂鈣砂（鎂鈣砂（MgO-CaO）1.3 鎂鋁尖晶石料（鎂鋁尖晶石料（M

7、gO- Al2O3 ）1.4 鎂鉻砂（鎂鉻砂（MgO-Cr2O3- Al2O3- FeO-Fe2O3 ）1.5 鎂鋯砂（鎂鋯砂（MgO-ZrO2-SiO2）1.6 鎂碳料（鎂碳料（MgO-C） 1.1 鎂砂（鎂砂（MgO）輕燒輕燒 死燒死燒 電熔電熔 鎂砂鎂砂菱鎂礦菱鎂礦（MgCO3） 品位：品位：MgOMgO含量、體積密度、晶體大小、含量、體積密度、晶體大小、 CaO/SiOCaO/SiO2 2、添加物添加物 合合 成成 原原 料料以輕燒鎂砂（或菱鎂礦）及其他工業(yè)或礦物原料經(jīng)以輕燒鎂砂（或菱鎂礦）及其他工業(yè)或礦物原料經(jīng)均勻混合均勻混合 ，煅燒或電熔合成的原料。，煅燒或電熔合成的原料。 海水鎂

8、砂海水鎂砂 海水海水(或鹵水或鹵水) 1.2 鎂鈣砂（鎂鈣砂（MgO-CaO ）品位：品位： MgO CaO含量、雜質(zhì)含量、體積密度、抗水化性能含量、雜質(zhì)含量、體積密度、抗水化性能抗水化性能抗水化性能 超高溫?zé)沙邷責(zé)? + 添加物添加物 顯微結(jié)構(gòu)特征顯微結(jié)構(gòu)特征復(fù)合處理復(fù)合處理 碳酸化處理碳酸化處理 浸漬處理浸漬處理死燒白云石：白云石高溫?zé)伤罒自剖喊自剖邷責(zé)珊铣闪希汉铣闪希?原料：菱鎂礦原料：菱鎂礦(鎂砂鎂砂)、白云石、白云石 方法：燒結(jié)法、電熔法方法：燒結(jié)法、電熔法1.3 鎂鋁尖晶石原料（鎂鋁尖晶石原料（MgO-Al2O3） n種類：種類：標(biāo)準(zhǔn)尖晶石（標(biāo)準(zhǔn)尖晶石（MgO Al

9、2O3）富鋁尖晶石（富鋁尖晶石（ Al2O3 - MgO Al2O3 ）富鎂尖晶石（富鎂尖晶石（MgO - MgO Al2O3）n合成方法合成方法原料：輕燒原料：輕燒MgO和礬土合成、工業(yè)和礬土合成、工業(yè)Al2O3合成合成方法：燒結(jié)、電熔方法：燒結(jié)、電熔 n品位品位MgO- Al2O3總量、雜質(zhì)、體積密度、添加物（如總量、雜質(zhì)、體積密度、添加物（如ZrO2,稱鋯尖晶石稱鋯尖晶石)1.4 鎂鉻砂鎂鉻砂 (MgO-Cr2O3- Al2O3-FeO-Fe2O3）n鉻礦鉻礦 (Mg、Fe)O (Cr、Al、Fe)2O3n合成：合成：原料：菱鎂礦（鎂砂）、鉻礦、鉻綠（原料：菱鎂礦（鎂砂）、鉻礦、鉻綠（C

10、r2O3）方法：電熔法、燒結(jié)法方法：電熔法、燒結(jié)法n物相：物相：方鎂石（方鎂石（MgO）鎂鉻尖晶石鎂鉻尖晶石 (Mg、Fe)O(Cr、Al、Fe)2O3 n品位：品位：Cr2O3含量、雜質(zhì)、體積密度含量、雜質(zhì)、體積密度 、顯微結(jié)構(gòu)、顯微結(jié)構(gòu)1.5 鎂鋯砂（鎂鋯砂（ MgO-ZrO2-SiO2 ）n種類：種類：MgO-2MgOSiO2 - ZrO2 MgO-ZrO2n合成方法：合成方法：原料：菱鎂礦（鎂砂）、鋯英石、原料：菱鎂礦（鎂砂）、鋯英石、ZrO2 方法：電熔法、燒結(jié)法方法：電熔法、燒結(jié)法 n品位：品位：ZrO2含量、含量、SiO2含量、雜質(zhì)、體積密度、顯微結(jié)構(gòu)含量、雜質(zhì)、體積密度、顯微結(jié)

11、構(gòu) 1.6 鎂碳料（鎂碳料（MgO-C）n鎂砂、石墨、抗氧化劑混合、造粒鎂砂、石墨、抗氧化劑混合、造粒 n用后鎂碳磚破碎料用后鎂碳磚破碎料n用于鎂碳澆注料用于鎂碳澆注料二、堿性耐火材料二、堿性耐火材料 2.1 鎂磚鎂磚2.2 鎂鈣質(zhì)耐火材料鎂鈣質(zhì)耐火材料 2.3 鎂鉻磚鎂鉻磚 2.4 鎂尖晶石磚鎂尖晶石磚2.5 堿性不定形耐火材料堿性不定形耐火材料2.1 鎂鎂 磚磚 普通鎂磚普通鎂磚 直接結(jié)合鎂磚直接結(jié)合鎂磚“三高三高”特性：特性： 高純原料高純原料 高壓成型高壓成型 高溫?zé)筛邷責(zé)?.2 鎂鈣質(zhì)耐火材料鎂鈣質(zhì)耐火材料 鎂鈣磚鎂鈣磚 品種：燒成鎂鈣磚（燒成鎂鈣鋯磚）品種：燒成鎂鈣磚（燒成鎂鈣

12、鋯磚） 樹脂結(jié)合（或瀝青結(jié)合）鎂鈣磚樹脂結(jié)合（或瀝青結(jié)合）鎂鈣磚無水無水 樹脂、少量樹脂、少量C 在鋼包、不銹鋼精煉爐在鋼包、不銹鋼精煉爐AOD、VOD爐、中間包過濾器爐、中間包過濾器水泥回轉(zhuǎn)窯上應(yīng)用（含水泥回轉(zhuǎn)窯上應(yīng)用（含ZrO鎂鈣磚鎂鈣磚 ）優(yōu)點：凈化鋼水、長壽命（有條件下使用）優(yōu)點：凈化鋼水、長壽命（有條件下使用）難點：抗水化性能差難點：抗水化性能差原料鎂鈣砂抗水化，工藝過程無水化原料鎂鈣砂抗水化，工藝過程無水化密封包裝，真空熱塑、鋁薄、鐵皮密封包裝，真空熱塑、鋁薄、鐵皮 鎂鈣質(zhì)澆注料鎂鈣質(zhì)澆注料實驗室已開發(fā)實驗室已開發(fā) 中間包鎂鈣質(zhì)涂料中間包鎂鈣質(zhì)涂料部分加生料或抗水化好的部分加生料或

13、抗水化好的鎂鈣砂鎂鈣砂 2.3 鎂鉻磚鎂鉻磚 品種眾多品種眾多 - 普通鎂鉻磚普通鎂鉻磚 - 直接結(jié)合鎂鉻磚：高純、高溫?zé)芍苯咏Y(jié)合鎂鉻磚：高純、高溫?zé)?- 再結(jié)合鎂鉻磚：高純、高溫?zé)桑褂煤铣稍俳Y(jié)合鎂鉻磚：高純、高溫?zé)桑褂煤铣涉V鉻砂鎂鉻砂 - 熔鑄鎂鉻磚：有色工業(yè)爐用熔鑄鎂鉻磚：有色工業(yè)爐用 - 高鉻鎂鉻磚：高鉻鎂鉻磚：Cr2O380%，煤氣化爐用，煤氣化爐用 - 低鉻鎂鉻磚：水泥窯用，環(huán)境友好低鉻鎂鉻磚：水泥窯用，環(huán)境友好 - 不燒鎂鉻磚不燒鎂鉻磚n鎂鉻材料存在的問題：鎂鉻材料存在的問題：優(yōu)質(zhì)鉻礦缺乏，優(yōu)質(zhì)燒結(jié)鎂鉻砂生產(chǎn)技術(shù)優(yōu)質(zhì)鉻礦缺乏，優(yōu)質(zhì)燒結(jié)鎂鉻砂生產(chǎn)技術(shù) 六價鉻的環(huán)境污染六價

14、鉻的環(huán)境污染 生產(chǎn)過程生產(chǎn)過程 使用以后使用以后 2.3 鎂鉻磚鎂鉻磚 不定形鎂鉻材料：不定形鎂鉻材料： 鎂鉻涂料、馬丁鎂鉻涂料、馬丁 砂、鎂鉻澆注料砂、鎂鉻澆注料 結(jié)合劑：磷酸鹽、重鉻酸鹽、鉻酐、硅微粉、結(jié)合劑：磷酸鹽、重鉻酸鹽、鉻酐、硅微粉、硫酸鎂、氯化鎂硫酸鎂、氯化鎂 不定形鎂鉻材料：不定形鎂鉻材料： 結(jié)合劑：結(jié)合劑：v以納米技術(shù)為基礎(chǔ)的新型結(jié)合劑以納米技術(shù)為基礎(chǔ)的新型結(jié)合劑鎂鋁凝膠粉或凝膠鎂鋁凝膠粉或凝膠鋁凝膠粉或凝膠鋁凝膠粉或凝膠鎂鉻膠粉或或凝膠鎂鉻膠粉或或凝膠v實驗室制備的鎂鉻澆注料試樣實驗室制備的鎂鉻澆注料試樣指標(biāo)：水分指標(biāo)：水分4%，顯氣孔率約，顯氣孔率約13%研究目標(biāo)：取代高

15、溫?zé)涉V鉻磚研究目標(biāo)：取代高溫?zé)涉V鉻磚優(yōu)點：優(yōu)點：環(huán)境相對友好環(huán)境相對友好節(jié)能，不需要高溫?zé)晒?jié)能，不需要高溫?zé)?2.4 鎂尖晶石磚鎂尖晶石磚n堿性磚采用堿性磚采用彈性技術(shù)彈性技術(shù)，提高磚的抗應(yīng)力破壞能力，提高磚的抗應(yīng)力破壞能力 彈性技術(shù)：彈性技術(shù)：通過鎂尖晶石與方鎂石膨脹系數(shù)的不同，在磚體內(nèi)通過鎂尖晶石與方鎂石膨脹系數(shù)的不同，在磚體內(nèi)生成微裂紋，使磚體的彈性明顯增加。生成微裂紋，使磚體的彈性明顯增加。n用于水泥窯上下過渡帶、燒成帶，替代鎂鉻磚用于水泥窯上下過渡帶、燒成帶，替代鎂鉻磚n新品種：氧化鐵尖晶石磚新品種：氧化鐵尖晶石磚 新型鎂尖晶石磚新型鎂尖晶石磚（含氧化鋯、含尖晶石鎂砂、含氧化鋯、含尖晶石鎂砂、高鐵鎂砂高鐵鎂砂）2.5 堿性不定形耐火材料堿性不定形耐火材料 煉鋼廠消耗最大的耐火材料煉鋼廠消耗最大的耐火材料 鎂質(zhì)（鎂鈣質(zhì)）中間包涂抹料、噴涂料、干式料鎂質(zhì)（鎂鈣質(zhì)）中間包涂抹料、噴涂料、干式料 終渣改性料（濺渣護(hù)爐用）終渣改性料（濺渣護(hù)爐用）取代輕燒鎂球、取代輕燒鎂球、 輕燒輕燒MgO +MgO +白云石白云石+ C+ C自蔓燃鎂質(zhì)大面補爐料自蔓燃鎂質(zhì)大面補爐料取代水劑鎂質(zhì)沸騰料：取代水劑鎂質(zhì)沸騰料： 鎂砂鎂砂 + + 瀝青（或樹脂）瀝青（或樹脂）+ + 硬化劑硬化劑 + + 增強(qiáng)劑增強(qiáng)劑 無無