鎂鉻磚的組成

鎂鉻磚是含MgO：55%-80%、Cr2O3：8%-20%的堿性耐火制品，以方鎂石和復合尖晶石XO·Y2O3為主晶相，其中XO主要是MgO、FeO;Y2O3主要是Cr2O3、Al2O3、Fe2O3。其中XO和Y2O3的摩爾數相等，多余的Y2O3固溶于復合尖晶石中。還有少量的硅酸鹽相(鎂橄欖石和鈣鎂橄攬石)。

所用原料及生產工藝

鎂鉻磚以質燒結鎂砂和鉻鐵礦(Cr2O3：30%?45%、CaO小于1%~1.5%)為主要原料。鎂鉻磚的生產公寓與鎂磚大體相似。不燒鎂鉻磚用無機鎂鹽溶液作為結合劑。燒成過程中由于MgO和Cr2O3、Al2O3或鐵的氧化物反應生成尖晶石時的膨脹而引起的松散效應。可采用預先合成的鎂鉻砂制磚，須在1600℃以上的氧化氣氛下燒成。如果氣氛性能有變化，鉻鐵礦中的Fe2O3受氧化-還原反應影響，形成鐵的各價氧化物。同時Cr2O3也還原產生不同價化合物。在反復反映下，造成磚的損壞，所以盡可能采用高MgO低Cr2O3的制品。

根據制品所用原料和工藝特點，可分為熔鑄鎂鉻磚、直接結合鎂鉻磚、硅酸鹽結合鎂鉻磚、再結合鎂鉻磚、半再結合鎂鉻磚、預反應鎂鉻磚和不燒鎂鉻磚。

鎂鉻磚制備工藝及性能

一、制備工藝對鎂鉻磚性能的影響

生產工藝的不同使得鎂鉻材料的結構存在明顯差異，進而影響鎂鉻磚的性能。例如，直接結合鎂鉻磚熱震穩定性好，電熔再結合鎂鉻磚的抗侵蝕性能強，半再結合鎂鉻磚的性能介于兩者之間。為此，本部分將詳細討論生產工藝對鎂鉻磚性能的影響。

制備工藝和鉻礦對鎂鉻磚性能的影響

1.組織結構性能

不同生產工藝制備的鎂鉻耐火材料的顯氣孔率、體積密度也不同。

不同工藝的鎂鉻耐火材料的氣孔率和體積密度差異較大，氣孔率變化規律如下：硅酸鹽結合鎂鉻耐火材料（T)>直接結合鎂鉻耐火材料(C)>半再結合鎂鉻耐火材料(B)>電熔再結合鎂鉻耐火材料（D);體積密度則呈相反趨勢。這主要是由工藝不同引起的，質鎂鉻磚（電熔再結合鎂鉻磚、半再結合鎂鉻磚和直接結合鎂鉻磚）由于其生產原料純度高、成型壓力高、燒成溫度高，因此制品的結構致密，氣孔率低，體積密度大。由此可見，生產工藝對耐火材料性能影響很大。

熱態強度

生產工藝對鎂鉻耐火材料高溫強度的影響

不同工藝的鎂鉻耐火材料高溫強度變化規律如下：硅酸鹽結合鎂鉻耐火材料<直接結合鎂鉻耐火材料<半再結合鎂鉻耐火材料<電熔再結合鎂鉻耐火材料。由于高溫抗折強度主要代表了磚中各礦物的結合情況，這說明電熔再結合鎂鉻磚的結合強度大，因而高溫下其抗侵蝕沖刷能力好。

由于液相在不同晶粒間的滲透能力要低于在相同晶粒間的滲透能力，當液相含量固定時，第二固相的出現會使固-固接觸增加，從而能夠提高磚的高溫強度。在生產電烙再結合鎂鉻磚或半再結合鎂鉻磚時，添加預合成鎂鉻砂為原料，從而提高了第二固相的含量，使磚的高溫強度增大。

從圖3-6中可以看出，不同工藝的鎂鉻耐火材料高溫強度變化規律如下：硅酸鹽結合鎂鉻耐火材料<直接結合鎂鉻耐火材料<半再結合鎂鉻耐火材料<電熔再結合鎂鉻耐火材料。由于高溫抗折強度主要代表了磚中各礦物的結合情況，這說明電熔再結合鎂鉻磚的結合強度大，因而高溫下其抗侵蝕沖刷能力好。

由于液相在不同晶粒間的滲透能力要低于在相同晶粒間的滲透能力，當液相含量固定時，第二固相的出現會使固-固接觸增加，從而能夠提高磚的高溫強度。在生產電烙再結合鎂鉻磚或半再結合鎂鉻磚時，添加預合成鎂鉻砂為原料，從而提高了第二固相的含量，使磚的高溫強度增大。

2.熱震穩定性

采用1100℃，風冷1次后的殘存強度百分率比較各種鎂鉻磚的熱震穩定性，結果如圖3-7所示。由圖3-7可知，不同生產工藝鎂鉻磚中普通鎂鉻磚的熱震穩定性好，半再結合鎂鉻磚和直接結合鎂鉻磚次之，電熔再結合鎂鉻磚差。

種鎂鉻磚的熱震穩定性

3.抗渣性

由于晶間尖晶石是從硅酸鹽液相中析出的，因此少量SiO2的存在對晶間尖晶石形成有利。但SiO2含量多了，液相量會顯著増加，從而降低鎂鉻磚高溫強度并有助于外來熔體沿液相渠道的滲入，使侵蝕加劇。CaO含量高了，會顯著降低出現液相的溫度，對高溫強度與抗侵蝕不利，特別是在鎂鉻磚中A12O3與Fe2O3含量高時更為顯著。因此，在制作質鎂鉻磚時，應盡量選用SiO2、CaO、Fe2O3(FeO)含量低，而Cr2O3、A12O3含量高的鉻礦為原料。

鉻礦對鎂鉻磚性能的影響

鉻礦是生產鎂鉻磚的主要原料，因來源的不同，其主要雜質含量各異。此外，鉻礦的加入量也會對鏷鉻磚的性能產生影響。本部分將主要闡明鉻礦來源及加入量對直接結合鎂鉻磚性能的影響。

1.鉻礦粒度的影響

國產的高鉻礦w(Cr2O3)>53%)雖氧化鐵含量遠低于南非鉻礦，但二氧化硅含量較高。為此，主要研究了國產高鉻礦的粒度組成對直接結合鎂鉻磚性能的影響。制品的耐壓強度隨著鉻礦臨界粒度的減小而提高，高溫抗折強度（1400℃，0.5h)則隨著鉻礦臨界粒度的減小而降低，鉻礦臨界粒度為1.5mm時，熱震穩定性出現峰值。

鉻礦粒度鉻礦對鎂鉻磚性能的影響

2.鉻礦加入量的影響

將電熔鎂砂與南非鉻礦按照不同的比例配制成Cr2O3含量不同的直接結合鎂鉻試樣，在1740℃的高溫隨道窯中燒成，所用電熔鎂砂、南非鉻礦以及鎂鉻試樣的化學成分見表3-2。

在1740℃的高溫隨道窯中燒成，所用電熔鎂砂、南非鉻礦以及鎂鉻試樣的化學成分

南非鉻礦對直接結合鎂鉻磚性能的影響

隨著鉻礦含量的增加，直接結合鎂鉻試樣的顯氣孔率降低、體積密度增加、熱震穩定性提高。光學顯微鏡、SEM和EDAX分析表明，高溫煅燒之后，南非鉻礦中的絕大多數氧化鐵均進人方鎂石相中，形成（MgO、FeO)固溶體或鐵酸鎂二次尖晶石。在前面分析中曾提到，形成（Mg,Fe)O時體積收縮20%，而且在有CaO存在下，在1500℃就已有液相出現，促使致密燒結，這就是南非礦使燒結合成料體積密度增加，氣孔率下降的原因之一。

南非鉻礦對直接結合鎂鉻磚性能的影響

EDAX分析鎂富氏體相成分可知：各倍半氧化物在方鎂石的固溶量次序為：Fe2O3>Cr2O3>Al2O3,雖也有一定量氧化鎂通過擴散進入鉻鐵尖晶石中，但比較而言，鉻鐵尖晶石中的倍半氧化物（尤其是Fe203)進人方鎂石中的量大于氧化鎂進入鉻鐵復合尖晶石中的量。故經高溫煅燒后，鎂砂與鉻礦的成分均發生變化，方鎂石中形成了較多的二次尖晶石，其典型成分（EDAX分析，質量分數）為：MgO 75.90%，Al2O3 3.21%，Fe2O3 15.49%，Cr2O3 5.42%。鉻礦顆粒的成分變化也較大，鉻礦顆粒的典型化學成分為（直接結合的邊界）；MgO 21.69%，Cr2O3 47.35%，A12O3 12.31%，Fe2O3 12.73%，故該直接結合鎂鉻材料的直接結合程度高。所以隨著鉻礦含量的增加，顯著地改善了鎂鉻試樣的物理性能。

直接結合鎂鉻磚抗有色冶煉介質侵蝕性能與鉻礦含量的關系

隨著試樣中Cr203含量的增加，其抗有色冶煉介質的侵蝕能力明顯增加，抗侵蝕和抗滲透能力。

鎂鉻磚的價格，多少錢一噸

鎂鉻磚是以燒結鎂石和鉻鐵礦為主要原料，按適當比例配合制成的以方鎂石和鎂鉻尖晶石(MgOCr2O3)為主晶相，以鎂橄欖石和鈣鎂橄欖石為次晶相的堿性耐火材料。鎂鉻磚是由40％～80％死燒鎂砂和20％～60％鉻鐵礦，在1655℃燒制而成。鎂鉻磚也可電熔澆鑄，生產熔鑄鎂鉻磚。我國制備鎂鉻磚用的鉻鐵礦主要由河南、甘肅提供，Cr2O3含量一般可達30%以上。鎂鉻磚在燒成過程中，氣氛對其結構影響很大。耐火磚置于氧化氣氛中時在高溫下有很多的尖晶石進入方鎂石形成的固溶體中，而鉻鐵礦相中氧化鐵(FeO)則被氧化。氧化氣氛引起方鎂石的晶粒長大和沉析尖晶石的增加。還原氣氛則使金屬氧化物還原為鐵一鉻金屬。鉻鐵礦含量少時，坯體中只有很少的尖晶石，呈分散沉析尖晶石狀態。鉻鐵礦含量增加時，尖晶石沉析物增多，耐火磚尺寸也增大。鎂鉻磚具有良的耐堿性物料的侵蝕能力，抗Na2SO4侵蝕能力強，高溫體積穩定性好，耐熱震性好，荷重軟化溫度比普通鎂磚高，是一種理想的高性能耐火材料，其價格從幾千元到上萬元不等。

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