刚玉-尖晶石质耐火材料的特性、制备方法及研究现状-找耐火材料网

刚玉-尖晶石质耐火材料的特性、制备方法及研究现状

发布日期： 2020-03-23 11:54:12 阅读量（1061）作者：张红

刚玉-尖晶石质耐火材料是Al2O3含量大于90%的以刚玉与尖晶石为主要组成的耐火材料。

1、尖晶石的基本特性

镁铝尖晶石的化学式是MgO·Al2O3，其中MgO的理论含量为28.3%，Al2O3为71.7%。镁铝尖晶石的基本性能如表1所示，镁铝尖晶石的抗铁渣、K2O及Na2O的硫酸盐的侵蚀能力强;并具有良好的抗热震性能以及体积稳定性。镁铝尖晶石主要应用于大型水泥回转窑、电炉炉顶、精炼炉、钢包以及其他热工设备。

表1尖晶石的基本性能数值

2、尖晶石的制备方法

镁铝尖晶石按照其制备方法的不同可以分为煅烧尖晶石和电熔尖晶石。其中煅烧尖晶石的制备分为一步煅烧和二步煅烧。一步煅烧是将生料在高温下一次烧成，在烧成过程中尖晶石的生成和烧结在一次煅烧中完成;二步煅烧法是首先将混合生料在1200℃-1500℃下煅烧使得尖晶石生产量在85%左右，将煅烧后的尖晶石磨细后压制成坯或球再进行第二步煅烧，第一步煅烧时大部分尖晶石已经形成，因此第二步继续煅烧时尖晶石烧结不产生膨胀。煅烧尖晶石粉有着良好的活性和烧结性。

电熔尖晶石采用富镁形式的配料，当原料中的MgO的含量高于50%或者低于35%会使其熔化不佳，导致熔体黏度高。电熔法制备尖晶石可以获得结构均匀的产品。

3、刚玉-尖晶石质耐火材料研究现状

刚玉-尖晶石质耐火材料结合了刚玉与镁铝尖晶石各自的优良性能，具有良好的体积稳定性、优异的抗渣性能、高温强度高等优点广泛的应用于钢包内衬、RH炉及透气砖等耐火材料中。目前对刚玉-尖晶石质耐火材料的研究集中在加入不同添加剂、选择不同结合剂情况下对刚玉-尖晶石质耐火材料的性能的影响，结果表明不同方法均取得了不错的效果。

李畅研究了MgO加入量对刚玉尖晶石浇注料性能的影响，以电熔刚玉、电熔镁砂、刚玉微粉、水泥为原料研究MgO加入量分别为1wt%、3wt%、5wt%、7wt%、9wt%对刚玉浇注料性能的影响。得出结论：刚玉尖晶石浇注料的综合性能最佳时，MgO加入量为7wt%。

薛军柱等通过在刚玉-尖晶石浇注料中加入电熔锆刚玉颗粒，研究电熔锆刚玉粒度和加入量对刚玉-尖晶石浇注料性能影响。得出刚玉-尖晶石浇注料的高温性能随着加入量的增加而降低，随着粒度的减少而提高;适当的锆刚玉加入能在材料中形成微裂纹，能一定程度提高材料热震性能。

吴永生通过在无水泥刚玉尖晶石浇注料中加入不同量镁砂细粉、α-Al2O3微粉、硅微粉来研究镁砂和微粉对无水泥刚玉尖晶石浇注料性能的影响。发现在镁砂的加入量为4wt%时试样抗热震性能最好，常温强度随着镁砂加入量的增加而降低;α-Al2O3微粉的加入提高了试样的常温强度但降低了试样的抗热震性能;加入硅微粉常温强度及抗渣性能得到提高。

Braulio等研究了含尖晶石的氧化铝基耐火材料，发现将晶粒尺寸缩小到纳米尺寸可以提高体积稳定性以及耐腐蚀性，但是需要考虑避免纳米颗粒团聚和如何降低成本等问题;二氧化钛在降低烧成温度、保持氧化铝材料的高烧成密度方面有着不错的效果，但对高温性能有着不利的影响。