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1、概 述,碱性耐火材料是化学性质呈碱性的耐火材料。镁质耐火材料白云石质耐火材料MgO-CaO-C系耐火材料,碱性耐火材料的发展,1806年，粘土结合的氧化镁坩埚研制成功；1817年，O.Henry利用湿法工艺从海水中或白云石中合成氧化镁成功;1841年，Pattionson 获得氧化镁的合成专利；1860年，实验室制造了氧化镁耐火砖；Leoben首先在氧气底吹转炉中使用镁砂；1877-1879年，托马斯发明氧气顶吹转炉，同时发明焦油白云石砖作为转炉内衬材料；1881年，Karl Spaeter在奥地利的Veitsch州发现菱镁矿的矿床，氧化镁耐火砖正式生产；,镁质耐火材料,以氧化镁为主成分和以方
2、镁石为主晶相的耐材统称为镁质耐火材料。镁质耐火材料的主要品种有：普通镁砖、直接结合镁砖、镁钙砖、镁硅砖、镁铝砖、镁铬砖、镁碳砖。 镁质耐火制品的性质主要取决于其化学和矿物组成以及显微结构，并受原料和生产工艺制度与方法控制。,方镁石,方镁石是MgO的唯一结晶形态。方镁石的化学活性很大，极易与水或大气中的水分进行水化反应。方镁石属离子晶体，故熔点很高，达2800。当温度达1800以上，便可产生升华现象，而且其稳定性随温度提高而下降，压力愈低，稳定性愈低。,一、与镁质耐火材料有关的物系MgO-C,MgO的稳定性随温度的提高而下降；CO则随着温度的升高变得更加稳定；MgO（固）+C（固）=Mg（气）+
3、 CO（气）压力降低，MgO的稳定程度降低，CO的稳定程度提高，即MgO-C还原反应的温度降低；,MgO-FeO系,MgO与铁氧化物在还原气氛中于8001400C范围内，很容易形成此种固溶体，称它为镁方铁矿。由于镁和铁原子量的差别，镁方铁矿的真密度随铁固溶量而增加。由方镁石为主晶相构成的镁质耐火材料是一种能够抵抗含铁熔渣的优质耐火材料。,MgO-Fe2O3系,铁酸镁是MgO-Fe2O3系统中的唯一二元化合物。 方镁石吸收大量Fe2O3后仍具有较高的耐火度。固溶铁酸镁石由高温向低温冷却时，所溶解的铁酸镁可以各向异性的枝状晶体或晶粒包裹体沉析出来。通常，称此种由晶体中沉析出来的尖晶石为晶内尖晶石。
4、如温度升高，沉析的晶内尖晶石，可发生可逆溶解。发生溶解沉析变化，并伴有体积效应。,MgO-Al2O3系,在镁质耐火材料中，人为地加入Al2O3，可经固相反应形成镁铝尖晶石（MgO Al2O3 ，简写MA）。镁铝尖晶石是MgO-Al2O3二元系统中唯一的二元化合物，常简称尖晶石。真密度同方镁石相近，较镁铁尖晶石低，为3.55g/cm3。热膨胀性显著低于方镁石，也较铁酸镁小。熔点高达2105。,MgO-Cr2O3系,镁铬尖晶石是MgO-Cr2O3系统中唯一的二元化合物。纯镁铬尖晶石的晶格常数为8.32 。真密度4.404.43 g/cm3。纯者熔点约2350。MgO-MgOCr2O3最低共熔温度2
5、300。,MgO-R2O3系,这些尖晶石都具有较高的熔点或分解温度，与MgO的最低共熔温度都较高，其中（MgO-MgOCr2O3）（MgO-MgOAl2O3) （MgO-MgOFe2O3)。可见、由方镁石为主晶相，以这些尖晶石为结合相构成的镁质耐火材料开始出现液相的温度都很高。其中尤以镁铬尖晶石最为突出。,三种尖晶石在高温下都可部分地溶解于方镁石中，形成固溶体。而且溶解度都随温度升降而变化，发生尖晶石的溶解沉析，并对固溶体的性质有一定影响。开始溶解温度、各温度下的溶解度和在MgO-MgOR2O3共熔温度下的最高熔解量有所不同。三种R2O3在方镁石中的溶解度按下列顺序递增：Al2O3Cr2O3F
6、e2O3。,R2O3固溶于方镁石，有助于其烧结，故对促进烧结的影响顺序可如下排列： Fe3+ Cr3+ Al 3+方镁石固溶R2O3，使MgOR2O3系统开始形成液相的温度都有所提高。 以MgOR2O3系统中固溶同量R2O3而论，由于MgOCr2O3的熔点最高，同方镁石的共熔温度最高，溶解量也较高，溶于方镁石形成固溶体后开始出现液相温度最高。含镁铬尖晶石的镁质耐火材料的高温性能是最优秀的。,MA-MK-C2S系,尽管C2S和MA都是高耐火相（2130和2135），但是它们的共熔点却只有1418；当尖晶石中Al2O3被Cr2O3取代后，共熔点温度提高300度；Cr2O3增加，液相量减少；,MF-
7、MK-C2S系,C2S和MF的最低共熔点为1415Fe2O3被Cr2O3取代后，低共熔点升至1700 ,MA-MF-C2S系,当尖晶石中Fe2O3被Al2O3取代后，低共熔点温度提高不大，从1415 增加到1418，故对始熔温度影响较小；对于原料中不含R2O3 氧化物时，没有必要添加Cr2O3,MgO-CaO-SiO2系,此三元系统存在矿物相为MgO，M2S，CMS，C3MS2，C2S；CaO/SiO2比是决定镁质耐火材料矿物组成和高温性能的关键因素。CaO/SiO21.87时，生成高耐火的矿物，而当CaO/SiO2 87%，CaO 3.5%，SiO2 5.0%,密度大于3.53g/cm3颗粒
8、组成：紧密堆积和烧结；配料：镁砂，废砖，结合剂，水混合：粗颗粒，纸浆废液，筒磨粉；成型:高压成型干燥：进100-120，出40-60烧成：1500-1600 烧成,五、镁质制品的生产工艺,镁铝砖的生产工艺,以镁铝尖晶石为主要结合物；Al2O3加入量增加，气孔率增大，荷软增加，抗渣性提高，当Al2O3含量小于10%时，砖较致密；Al2O3加入量为5-10%；矾土、镁砂共磨；严格控制CaO和SiO2的含量；临界粒度较普通镁砖大些；,镁钙砖的生产工艺,以硅酸三钙和硅酸二钙为结合物；热震稳定性差；稳定剂：磷灰石(0.3%)和铁磷(0.5-0.7%)；制品中Al2O3 含量和C/S的大小，对矿物组成及荷
9、重软化有很大影响，C/S应为2.2-3, Al2O335%, CaO 35-45%, SiO2及R2O3杂质总量不大于4%；颗粒组成：骨料为白云石，细粉为镁砂；坯料制备:烘砂，结合剂(作用）及其制备，成型,热处理和浸渍:致密化；砖的强度提高；抗冲刷和渣蚀的能力提高；抗剥落性提高；抗水化性能提高；,第三节 MgO-CaO-C,镁碳砖是由烧结镁石或电熔镁砂和碳素材料石墨为原料，以含碳树脂作结合剂，经混练、成型和220左右热处理，由碳素形成连续网络相将方镁石晶粒包裹而构成的制品。,强度-优质石墨是碳的结晶体，在2500左右仅为粘稠状，在常压下约3600以上才挥发；当制品中的碳素结合剂经在隔绝空气条件下烘烤，促使碳素树脂聚合，强化碳素材料同镁砂颗粒的亲和力和结合力，并形成碳素连续网络以后，则由碳素连续网络相结合石墨与方镁石构成的耐火制品，却具有很高的耐高温性能。,主要特点：,
