镁铁铝尖晶石砖的制备与性能
发布日期： 2018-06-06 08:21:37 阅读量（756） 作者：镁铁铝尖晶石砖是适应水泥回转窑生成带耐火材料无铬化趋势而出现的。目前,镁铁钔尖晶石砖的制备方式主要有两类:一是首先合成出以Fe2+存在的铁铝尖晶石,再以合成出的铁铝尖晶石和镁砂为原料经成型、烧成等工艺制备,简称预合成法;二是以镁铁砂和镁铝尖晶石等为原料经成型、烧成等工艺直接制备，简称直接法。
由于Fe2+在中低温下很难稳定存在，而且的稳定气氛也很难控制，因此，以预合成法制备镁铁铝尖晶石砖的成本相对较高，难度也大。如何合成出以Fe2+存在的铁铝尖晶石,这是制约国内外企业的最大障碍。目前以预合成法生产镁铁铝尖晶石的公司有基于电熔法合成铁铝尖晶石的RHI公司和基于反应烧结法合成铁铝尖晶石的淄博市鲁中耐火材料有限公司等。
受制于铁铝尖晶石的合成难度，目前国内的一些企业主要采用直接法制备镁铁铝尖晶石砖，该类砖中的铁为Fe3+，而预合成法制备的镁铁铝尖晶石砖中的铁主要为Fe2+铁的价态不同导致了这两种方式生产的砖的理化指标和使用性能会有所差异。表1示出了两种方式生产的镁铁铝尖晶石砖同镁铬砖的性能指标对比。结合材料的实际使用性能和表1的理化指标,这两种方式生产的镁铁铝尖晶石材料的主要区别表现在以下几方面：
(1)热导率。从表1中的热导率看出，以预合成法制备镁铁铝尖晶石砖的热导率尽管较镁铬砖的高，但却比直接法制备镁铁铝砖的低得多。直接法制备的镁铁铝尖晶石砖由于以镁铝尖晶石和镁铁砂为原料，因此其性能同镁铝尖晶石砖类似，热导率都较高，它使用时的突出表现为简体温度过高，初期需要强制冷却。对于水泥回转窑烧成带用耐火材料来讲,较低的热导率和良好的挂窑皮性能是非常关键的,也是最为重要的。
(2)挂窑皮性。直接法制备锲铁招尖晶石砖时由于引入较多的镁铝尖晶石颗粒，而镁铝尖晶石颗粒的窑皮附着性很差，因此该类材料的挂窑皮性能不理想。现场使用也表明:直接法制备镁铁铝砖的挂窑皮性能虽然较镁铝尖晶石砖要好些，但是较镁铬砖和预合成法镁铁铝尖晶石砖要差得多;而且预合成法制备的镁铁铝尖晶石砖的易挂窑皮性、窑皮稳定性能要好于镁铬砖的。
(3)稳定性。铁元素在中低温下的稳定态为Fe3+，而高温下则趋向于Fe2+,待温度降至常温则又变回Fe3+价态反复变化导致材料出现较大的体积效应，这也是镁铁系材料很容易损毁的主要原因。直接法生产的镁铁铝尖晶石砖中的铁元素为Fe3+在使用稳定性方面要差些,而预合成法制备的镁铁铝尖晶石砖的稳定性要好得多,这也是预合成法制备镁铁铝尖晶石砖的最突出优势。
表1镁铁铝尖晶石砖和镁格砖的理化指标对比
注:1)表中350、500和700℃下的热导率是用热线法测试,1000℃下的热导率是用激光法测试;
2)预合成法镁铁铝尖晶石砖和镁铬砖的热导率是在同一检测机构、同等条件下测试的;
3)直接法生产的镁铁铝砖的热导率是由某生产企业提供,由国内另一家检测机构检测。
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