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耐火原材料——合成镁质白云石砂(镁钙砂)

发布来源:  发布日期: 2023-06-08  访问量:211

合成镁白云石砂,又称镁钙砂。镁白云石砂是利用MgO熔点高,耐熔性好CaO熔点高、耐结构剥落、耐渣渗透性好,开发采用高纯度、体积密度高、耐水化性好的镁白云石砂。合成镁白云石砂主要通过人工合成两步煅烧制成。MgO与充分消化的CaO按MgO/CaO一般按不同比例MgO/CaO=(75±2)/(20±2)]配料、细磨、老化、混合、成型、干燥,高温煅烧后合成镁白云石砂。

镁钙砂

添加到原料中的石灰(CaO)预消化,防止砖坯开裂,获得高分散的氢氧化钙颗粒。CaO H2O→Ca(OH)2 857J/g,反应产生近三倍的体积膨胀。轻烧氧化物加水消化后,获得体积稳定的氢氧化物。热分解后,氧化物活性高,是二步锻烧活性烧结的技术核心。

原料经轻烧-消化,起到热化学破碎的作用。MgO及CaO晶体只有1?3μm,此种微晶体CaO和MgO水消化后应进一步细化,材料粉碎越薄,晶体晶格缺陷越多,表面积越大,表面能量越高。因为任何系统都有发展到较低能量状态的趋势,所以有利于烧结。

材料的轻烧、消化和未来的细磨工艺可以大大提高其分散度,增加晶体缺陷,降低离子扩散过程的温度。这是活性烧结的关键。

国内外合成镁白云石砂的理化指标见表1。

表1国内外合成镁白云石砂理化指标


合成镁白云石砂化成分MgO含量约75%,CaO20%?25%,MgO CaO杂质总量小于95%,杂质总量小于2%,MgO/CaO可根据使用要求调整比值。

合成镁白云石砂的晶体是方镁石MgO,二是方钙石CaO,硅酸三钙和硅酸三钙含量占95%以上C2F C4AF等等。主晶相方镁石MgO随着煅烧温度的升高,晶体由粒状、圆形到多角形,晶体由小到大,方镁石晶体之间的直接结合程度增加。在反射显微镜下,样品经过腐蚀处理后,可以清楚地看到方镁石呈基底分布,连接成网络,含量为70%和80%。

镁钙砂

方钙石CaO粒状、不规则均匀分布MgO在基底中,观察透射光,均匀填充方镁石晶间隙,或方钙石细晶被方镁石包围。

硅酸三钙(C3S)颗粒状或不规则状多为聚集,气孔多,含量少。C2F C4AF分布在上述晶体之间,不规则,在燃烧温度下为液相,分布仍然均匀,孤立,不连接成片,含量少。孔隙分布在方形镁之间。合成镁白云石砂中的镁颗粒随着煅烧温度的升高而增加,方形钙在高温下的生长发育速度不如方形镁。

合成镁白云石砂具有较高的抗水化性和良好的使用性能。合成镁白云石砂的主要矿物方镁石和方钙石均为高熔点晶相,熔点为2830℃和2570℃,还有C3S也是高熔点晶相2070℃,由高熔点晶相组成的材料必须具有高耐火性。同时,合成镁白云石砂具有良好的高温强度、高温抗折强度和优异的耐渣腐蚀性。

表2日本镁白云砂性能改善


为了进一步提高镁白云石砂的抗水性,日本通过在高纯度、高体积密度的镁白云石砂中加入少量镁白云石砂TiO2,生成CaO·TiO2,镁白云石砂磷酸处理,在镁白云石砂表面形成磷酸钙磷酸化合物覆盖膜,显著提高抗水化性。实验证明,添加1%TiO2,经过磷酸处理,MgO镁质白云石砂含量70%,抗水化性能优异,表2列出了镁质白云石砂的改进性能。

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