第4章 碱性耐火材料-2镁铝尖晶石质和白云石质

1、1湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地上次课回顾上次课回顾：1、什么是碱性耐火材料？什么是碱性耐火材料？2、在已学的与镁质耐火材料相关的物系中，形成的哪些物相对镁质耐火在已学的与镁质耐火材料相关的物系中，形成的哪些物相对镁质耐火材料性能的不利影响较大？材料性能的不利影响较大？3、请简单介绍镁质耐火材料的化学组成对性能的影响请简单介绍镁质耐火材料的化学组成对性能的影响？4、镁质耐火制品的结合物有哪几类，各有什么特点？、镁质耐火制品的结合物有哪几类，各有什么特点？5、直接结合和陶瓷结合是什么？如何提高镁质材料直接结合程度？直接结合和陶瓷结合是什么？如何提高镁质材料直接结

2、合程度？6、镁质原料有哪些？选择镁砂应该注意哪些问题？镁质原料有哪些？选择镁砂应该注意哪些问题？7、镁质耐火材料的生产工艺是什么？镁质耐火材料的生产工艺是什么？ 8、镁铬质耐火材料的定义？镁铬质耐火材料的定义？镁铬质耐火材料的优点及存在的问题？镁铬质耐火材料的优点及存在的问题？ 2湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地镁质耐火材料镁质耐火材料镁铬质耐火材料镁铬质耐火材料12本章主要知识点镁铝尖晶石质耐火材料镁铝尖晶石质耐火材料3白云石质耐火材料白云石质耐火材料4镁橄榄石质耐火材料镁橄榄石质耐火材料53湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地第三

3、节第三节 镁铝尖晶石质耐火材料镁铝尖晶石质耐火材料定义：定义：以以MgO和和Al2O3为主要化学成分的耐火材料称为镁为主要化学成分的耐火材料称为镁铝尖晶石质耐火材料。铝尖晶石质耐火材料。应用应用: 大型水泥回转窑大型水泥回转窑 玻璃窑蓄热室玻璃窑蓄热室 石灰窑石灰窑 电炉炉顶电炉炉顶 炉外精炼炉炉外精炼炉 钢包钢包 连铸功能材料连铸功能材料 4湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地问题一、问题一、镁铝尖晶石材料的分类？镁铝尖晶石材料的分类？5湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地6湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基

4、地61）Al2O3含量含量 方镁石方镁石-尖晶石耐火材料尖晶石耐火材料（Al2O330%） 尖晶石尖晶石-方镁石耐火材料（方镁石耐火材料（Al2O3 3068%） 尖晶石耐火材料（尖晶石耐火材料（Al2O3 6873%） 尖晶石尖晶石-刚玉耐火材料（刚玉耐火材料（ 73% Al2O390%） 刚玉刚玉-尖晶石耐火材料尖晶石耐火材料（Al2O390%） 刚玉刚玉-尖晶石材料尖晶石材料 铝镁材料铝镁材料一、分类：一、分类： 7湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地72）尖晶石引入方式）尖晶石引入方式 原位生成尖晶石原位生成尖晶石 预合成尖晶石预合成尖晶石 Al2O3+Mg

5、OMgAl2O4m1/d1 m2/d2 m/d V578湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地1、镁铝尖晶石组成、镁铝尖晶石组成化学式：化学式：MgOAl2O3 （ MgO28.2%，Al2O371.8%）二、镁铝尖晶石的合成原理二、镁铝尖晶石的合成原理9湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地9立方晶系，电价饱和，阳离子间静电斥力小，结构稳立方晶系，电价饱和，阳离子间静电斥力小，结构稳定定Al-O和和Mg-O离子键，结合牢固离子键，结合牢固2、镁铝尖晶石结构、镁铝尖晶石结构 熔点熔点2135 化学稳定性好化学稳定性好 热膨胀系数小热膨胀系数小

6、10湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地问题二、问题二、镁铝尖晶石的合成机理？镁铝尖晶石的合成机理？11湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地3、MgAl2O4形成机理形成机理 12湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地124、镁铝尖晶石合成工艺、镁铝尖晶石合成工艺1）原料）原料MgO源源 菱镁矿、轻烧镁粉、镁砂、碳酸镁、氢菱镁矿、轻烧镁粉、镁砂、碳酸镁、氢 氧化镁等；氧化镁等；Al2O3或铝氧源或铝氧源铝矾土生料、铝矾土欠烧料、铝铝矾土生料、铝矾土欠烧料、铝 矾土熟料、工业氧化铝、氢氧矾土熟料、工业氧化铝、氢氧

7、化铝等。化铝等。外加剂外加剂B2O3、MgCl2、MgF2、AlF3、TiO2、 Fe2O3、BC4、 BaCO3、ZnO、BaO等。等。13湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地13一步法烧结合成一步法烧结合成 菱镁矿菱镁矿+铝矾土生料铝矾土生料干法共磨干法共磨成型成型烧成烧成尖晶石熟料尖晶石熟料一步半法烧结合成一步半法烧结合成 轻烧镁粉轻烧镁粉+铝矾土生料铝矾土生料干法共磨干法共磨成型成型烧成烧成尖晶石熟料尖晶石熟料二步法烧结合成二步法烧结合成 菱镁矿菱镁矿+铝矾土生料铝矾土生料干法共磨干法共磨成型成型轻烧（轻烧（1300） 破碎破碎成型成型烧成烧成尖晶石熟料尖晶

8、石熟料电熔法电熔法2）合成路线）合成路线14湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地3）尖晶石分类）尖晶石分类 化学组成化学组成 富镁尖晶石富镁尖晶石 理论尖晶石理论尖晶石/正尖晶石正尖晶石 富铝尖晶石富铝尖晶石 化学纯度化学纯度 矾土基尖晶石矾土基尖晶石/中档尖晶石中档尖晶石 氧化铝基尖晶石氧化铝基尖晶石/高纯尖晶石高纯尖晶石 生产工艺生产工艺 轻烧尖晶石轻烧尖晶石 烧结尖晶石烧结尖晶石 电熔尖晶石电熔尖晶石15湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地15三、方镁石三、方镁石-尖晶石耐火材料尖晶石耐火材料方镁石方镁石-尖晶石耐火材料是指以尖晶石

9、耐火材料是指以方镁石与尖晶石为主晶相的耐火方镁石与尖晶石为主晶相的耐火材料，通常方镁石的含量较高。材料，通常方镁石的含量较高。 方镁石方镁石-尖晶石耐火材料被认为是有望取代镁铬制品的材料之一。尖晶石耐火材料被认为是有望取代镁铬制品的材料之一。 16湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地四、刚玉四、刚玉-尖晶石耐火材料尖晶石耐火材料刚玉刚玉-尖晶石耐火材料是指以刚尖晶石耐火材料是指以刚玉与尖晶石为主晶相的耐火材料玉与尖晶石为主晶相的耐火材料，通常刚玉的含量较高。，通常刚玉的含量较高。 刚玉刚玉-尖晶石耐火材料尖晶石耐火材料具有优异的抗渣性能，广泛应用作钢包内衬具有优异的

10、抗渣性能，广泛应用作钢包内衬。17湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地第四节第四节 白云石质耐火材料白云石质耐火材料 p135白云石质耐火材料是指以白云石熟料为主要成分的碱性耐火白云石质耐火材料是指以白云石熟料为主要成分的碱性耐火材料。材料。 白云石熟料是指以天然或人工合成镁和钙的碳酸盐或氢氧化物白云石熟料是指以天然或人工合成镁和钙的碳酸盐或氢氧化物经煅烧后而形成致密均匀的氧化钙与氧化镁混合物。经煅烧后而形成致密均匀的氧化钙与氧化镁混合物。 18湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地问题三、问题三、按化学矿物组成对白云石质耐火材料按化学矿物

11、组成对白云石质耐火材料进行分类进行分类？19湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地按化学矿物组成分分为两大类按化学矿物组成分分为两大类 （1）含游离）含游离CaO的镁钙质耐火材料，矿物组成位于的镁钙质耐火材料，矿物组成位于MgO-CaO-C3S-C4AF-C2F（或（或C3A）系中，因其组成中含有难于烧）系中，因其组成中含有难于烧结的结的CaO，极易吸潮粉化，故又称不稳定或不抗水化的镁钙质，极易吸潮粉化，故又称不稳定或不抗水化的镁钙质耐火材料。耐火材料。 （2）不含游离）不含游离CaO的镁钙质耐火材料，其矿物组成为的镁钙质耐火材料，其矿物组成为MgO、C3S、C2S、

12、C4AF、C2Fx（或（或C3A）。组成中）。组成中CaO全部呈结合态全部呈结合态，无游离，无游离CaO存在。不易因水化崩裂而粉化，因而也称稳定性存在。不易因水化崩裂而粉化，因而也称稳定性或抗水化性的镁钙质耐火材料。稳定性白云石砖即属于此类。或抗水化性的镁钙质耐火材料。稳定性白云石砖即属于此类。 20湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地CaO-MgO二元系统相平衡图二元系统相平衡图 MgO、CaO两者的低共熔点为两者的低共熔点为2370。MgO与与CaO之间具有一定的互之间具有一定的互溶度，方镁石中能固溶溶度，方镁石中能固溶7%CaO，CaO中中能固溶能固溶17%M

13、gO。随温度下降，彼此间。随温度下降，彼此间的溶解度降低。系统液线温度高，亚液的溶解度降低。系统液线温度高，亚液线温度也高。所以，镁钙系耐火材料是线温度也高。所以，镁钙系耐火材料是一种耐火度高的耐火材料。一种耐火度高的耐火材料。 CaO/MgO=58/42为纯白云石，为纯白云石，CaO/MgO58/42为富镁白云石或镁白云为富镁白云石或镁白云石，石，CaO/MgO58/42为高钙白云石。为高钙白云石。 纯白云石的成分：纯白云石的成分：MgCa(CO3)221湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地主要杂质为主要杂质为SiO2、Al2O3、Fe2O3当当CaO/SiO23

14、时，平衡矿物除时，平衡矿物除CaO、MgO外，外，还有：还有：C3S(2070)，C4AF(1415)，C2F(1449)，C3A(1535)。 22湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地白云石耐火原料白云石耐火原料 白云石是以碳酸钙和碳酸镁的复盐为主要成分的矿物。化学式白云石是以碳酸钙和碳酸镁的复盐为主要成分的矿物。化学式为为CaMg(CO3)2，CaO/MgO=1.39，煅烧后理论组成，煅烧后理论组成CaO 58%，MgO 42%。 23湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地石灰质白云石，也称钙质白云石或高钙白云石（石灰质白云石，也称钙质

15、白云石或高钙白云石（CaO/MgO1.39） 白云石，即化学计量白云石（白云石，即化学计量白云石（CaO/MgO=1.39）；）； 镁质白云石，也称富镁白云石（镁质白云石，也称富镁白云石（CaO/MgO1.39）。）。 白云石的分类白云石的分类24湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地白云石的基本性质白云石的基本性质 化学计量白云石属三方晶系，密度化学计量白云石属三方晶系，密度2.822.9g/cm3，硬度，硬度3.54。纯净的白云石为乳白色，但一般与滑石等伴生而有。纯净的白云石为乳白色，但一般与滑石等伴生而有SiO2、Al2O3、Fe2O3等杂质，呈深灰色、浅灰色等

16、。作为耐火原料其等杂质，呈深灰色、浅灰色等。作为耐火原料其杂质总量要求小于杂质总量要求小于23%。25湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地问题四问题四、请阐述、请阐述白云石原料在煅烧过程中白云石原料在煅烧过程中的物理化学变化的物理化学变化？26湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地白云石原料在煅烧过程中的物理化学变化白云石原料在煅烧过程中的物理化学变化 p1371、分解阶段、分解阶段 二步进行二步进行 CaMg(CO3)2MgO+CaCO3+CO2 （730-760） CaCO3CaO +CO2 （880-940） 2、烧结阶段、烧结阶段

17、T晶格缺陷得到校正，晶体长大。晶格缺陷得到校正，晶体长大。 1200后，长大速度后，长大速度；1600后，气孔由后，气孔由50%降降 到到15%，体密，体密3.0g/cm3，活性，活性；2000后，体密后，体密 3.4-3.5g/cm3。杂质量杂质量，烧成温度，烧成温度 纯白云石难烧结，抗水化性纯白云石难烧结，抗水化性27湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地白云石白云石材料的水化原理材料的水化原理Ca2+半径比半径比Mg2+大，极化能力较弱，被大，极化能力较弱，被O2-略为推出。略为推出。CaO的晶格较为疏松，晶格常数的晶格较为疏松，晶格常数 CaO-4.8010-

18、4m，MgO-4.2010-4m，密度低，比，密度低，比MgO更容易水化。更容易水化。体积增加体积增加96.5%粉化粉化多晶的水化过程模型 多晶的水化过程模型多晶的水化过程模型 28湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地CaO(s)+H2O(g)Ca(OH)2(s) (1)MgO(s)+H2O(g)Mg(OH)2(s) (2)GT=GTRTlg(pH2O/P0) 如选择当如选择当PH2O=0.15MPa,T=402K（129）GT1=67.74KJ, GT2=40.67KJ MgO，CaO中以中以CaO水化为主。水化为主。29湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建

19、国家重点实验室培育基地问题五问题五、白云石材料的抗水化措施、白云石材料的抗水化措施？30湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地白云石材料的抗水化措施白云石材料的抗水化措施1、烧结法、烧结法 1）活化烧结法）活化烧结法2）添加外加剂烧结法）添加外加剂烧结法 生成液相的添加剂生成液相的添加剂Al2O3、Fe2O3、SiO2、TiO2、CuO等氧化物和氮等氧化物和氮化物、碳化硼、金属硼、铝等非氧化物及金属。化物、碳化硼、金属硼、铝等非氧化物及金属。二步煅烧二步煅烧31湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地 形成固溶体的添加剂形成固溶体的添加剂 Ce

20、O2、La2O3、ZrO2、Y2O3、Cr2O3等氧化物。等氧化物。 生成稳定化合物生成稳定化合物 化合物如化合物如CaZrO3、CaTiO3、Ca2SiO4、Ca3SiO5和和 CaAl12O19等。等。32湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地2、表面处理法、表面处理法 1） 有机物表面包覆有机物表面包覆有机溶剂有焦油、沥青、石蜡、脂醇类及各种树有机溶剂有焦油、沥青、石蜡、脂醇类及各种树脂、有机硅化物、有机酸脂、有机硅化物、有机酸-有机酸盐复合（如乙醇酸有机酸盐复合（如乙醇酸-乳酸铝、柠檬酸乳酸铝、柠檬酸-乳酸铝）等。乳酸铝）等。33湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实

21、验室省部共建国家重点实验室培育基地2）无机物表面包覆）无机物表面包覆 气相包覆气相包覆 CaO+CO2CaCO3薄膜。薄膜。 液相包覆液相包覆溶液有磷酸、磷酸钠、硅酸钠、磷酸二氢铝、草溶液有磷酸、磷酸钠、硅酸钠、磷酸二氢铝、草酸等。这些溶液与镁钙系熟料表面的游离酸等。这些溶液与镁钙系熟料表面的游离CaO反应反应生成难溶或微溶的化合物，附着在熟料表面。生成难溶或微溶的化合物，附着在熟料表面。 34湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地牌号牌号特征特征MgOCaOFe2O3ZrO2C体密体密g/cm3耐压耐压MPaDOMINAL 40P沥青结合沥青结合39580.72.5

22、2.9050DOMINAL 40PC沥青结合加沥青结合加C39580.752.8835DOMINAL 40H树脂结合树脂结合39580.722.8670DOMINAL 70P沥青结合沥青结合68300.622.9850DOMINAL 80P沥青结合沥青结合78200.623.0250DOGRAFAL 40 P8沥青结合高沥青结合高C量量39580.882.8122DOVAL N一般品种一般品种39.5580.7-2.7950DOVAL NG焦油浸渍焦油浸渍39.5580.712.8750DOVAL NI石蜡浸渍石蜡浸渍39.5580.7-2.8450DOVAL D超致密超致密39.5580.7

23、-2.8380DOVAL DG超致密焦油浸渍超致密焦油浸渍39.5580.712.9380DOVAL DI超致密石蜡浸渍超致密石蜡浸渍39.5580.7-2.9080DOVAL NZ抗热震（加抗热震（加ZrO2）38.5560.73-2.8550DOVAL NZ I抗热震石蜡浸渍抗热震石蜡浸渍38.5560.73-2.9250DOMAG 55镁钙镁钙5542.50.6-2.8745DOMAG 55 G镁钙浸渍焦油镁钙浸渍焦油5542.50.612.9745DOMAG 55 I镁钙石蜡浸渍镁钙石蜡浸渍5542.50.6-2.9445不同牌号白云石质耐火材料的性能不同牌号白云石质耐火材料的性能 3

24、5湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地 1、烧成镁钙砖、烧成镁钙砖1） 原料的理化性能原料的理化性能主要在辽宁大石桥和山东镁矿。主要在辽宁大石桥和山东镁矿。原料的理化性能原料的理化性能料号料号化学组成（）化学组成（）颗粒体密颗粒体密g/cm3备注备注CaOMgOFe2O3Al2O3SiO2IL东北东北1东北东北2山东山东1山东山东258.2522.4954.9221.7039.1073.6841.0373.310.720.731.250.990.260.530.320.560.531.581.752.540.880.600.710.413.213.253.223.2

25、9回转窑烧回转窑烧回转窑烧回转窑烧隧道窑烧隧道窑烧隧道窑烧隧道窑烧36湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地2） 制品的生产制品的生产 采用采用53、31、1mm镁钙熟料颗粒料镁钙熟料颗粒料 0.088mm的镁砂细粉的镁砂细粉 无水有机结合剂热混无水有机结合剂热混 摩擦压砖机成型摩擦压砖机成型 隧道窑烧成，烧成温度隧道窑烧成，烧成温度1600以上以上 烧成后产品合格率约烧成后产品合格率约80，主要废品是扭曲和裂，主要废品是扭曲和裂纹。纹。 成品砖浸蜡后，一般在北方可保存成品砖浸蜡后，一般在北方可保存9个月甚至更长个月甚至更长时间。时间。37湖北省耐火材料与高温陶瓷重点

26、实验室省部共建国家重点实验室培育基地3）制品的性能及显微结构）制品的性能及显微结构国产烧成镁钙砖一般国产烧成镁钙砖一般CaO含量为含量为20左右，进口左右，进口烧成镁钙砖多为高钙制品。烧成镁钙砖多为高钙制品。国产烧成镁钙砖的理化性能国产烧成镁钙砖的理化性能序号序号12化化学学成分成分SiO21.271.61Al2O30.910.53Fe2O30.810.89CaO19.7920.36MgO76.9775.42显气孔率显气孔率 （）（）7 7 88 8 8 体积密度体积密度 （g/cm3）3.01，3.07，3.033.00，3.04，3.00耐压强度耐压强度 （MPa）69.5，61.0，10

27、9.991.3，64.5，68.7荷重软化点（荷重软化点（）1700170038湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地主要原料主要原料结合类型结合类型烧结白云石烧结白云石陶瓷陶瓷烧结白云石，烧结烧结白云石，烧结镁砂镁砂 陶瓷陶瓷后处理后处理B：浸沥青：浸沥青 W：浸石蜡：浸石蜡V：真空浸渍：真空浸渍B：浸沥青：浸沥青 W：浸石蜡：浸石蜡V：真空浸渍：真空浸渍主要用途主要用途不锈钢转炉、不锈钢转炉、VOD、钢包和、钢包和精炼包精炼包不锈钢转炉、不锈钢转炉、VOD化化学学组组成成（）（）MgO3862CaO5936SiO21.10.8Fe2O310.8物物理理性性能能体积

28、密度（体积密度（g/cm3） B/WV2.953.003.102.993.043.14显气孔率（）显气孔率（）V131131耐压强度耐压强度 （N/mm2）9065透气度透气度 （nPm）43荷重软化点荷重软化点 T0.5（）14301570热膨胀热膨胀 1000 （）（）1.31.3导热率导热率* （W/Mk）2.73.439湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地 国产烧成镁钙砖骨料的显微结构及元素的面分布国产烧成镁钙砖骨料的显微结构及元素的面分布(EPMA)MgO CaO 40湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地进口烧成镁钙砖骨料的显微

29、结构（进口烧成镁钙砖骨料的显微结构（CaO50） CaO MgO 41湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地 国产国产 进口进口烧成镁钙砖颗粒与基质的显微结构烧成镁钙砖颗粒与基质的显微结构42湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地2、不烧镁钙砖、不烧镁钙砖1 1）原料）原料采用烧结镁钙砂和电熔镁砂作为主要原料采用烧结镁钙砂和电熔镁砂作为主要原料化学成分，化学成分，%SiO2Fe2O3CaOAl2O3MgO灼减灼减烧结镁钙砂烧结镁钙砂I0.993.2226.430.7267.270.30烧结镁钙砂烧结镁钙砂1.51.055/410.50烧结镁钙

30、砂的化学组成，烧结镁钙砂的化学组成，%43湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地2） 砖的制备砖的制备烧结镁钙砂为颗粒料烧结镁钙砂为颗粒料电熔镁砂细粉为基质配料电熔镁砂细粉为基质配料无水酚醛树脂作为结合剂无水酚醛树脂作为结合剂 欧洲通常采用沥青作结合剂，包括热成型和冷成型二欧洲通常采用沥青作结合剂，包括热成型和冷成型二 种方法。种方法。摩擦压砖机成型摩擦压砖机成型隧道干燥窑烘烤（隧道干燥窑烘烤（200） 44湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地镁镁 钙钙 试试 样样 MD1MD2MD3CaO含量水平，含量水平， %102030显气孔率，显气

31、孔率， %20024hr8.558.157.75体积密度，体积密度，g/cm320024hr2.992.962.98耐压强度，耐压强度，MPa20024hr59.565.576.8镁钙砖烘后的常规物理性能镁钙砖烘后的常规物理性能45湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地45第五节第五节 镁橄榄石质耐火材料镁橄榄石质耐火材料 p151定义：定义：以镁橄榄石以镁橄榄石M2S为主要原料，氧化镁含量（质量分数）大于为主要原料，氧化镁含量（质量分数）大于40%的耐火材料称为镁橄榄石质耐火材料，其主要矿物组成为的耐火材料称为镁橄榄石质耐火材料，其主要矿物组成为镁橄榄石。镁橄榄石。

32、特性：特性： 荷软高（荷软高（16501670） 抗渣能力强，但对抗抗渣能力强，但对抗CaO的侵蚀能力差的侵蚀能力差 热稳定性差热稳定性差46湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地MgO-SiO2系相平衡图系相平衡图 纯的镁橄榄石熔点纯的镁橄榄石熔点1890，是是MgO-SiO2系统中唯一稳系统中唯一稳定的耐火相，如图所示，由定的耐火相，如图所示，由室温到熔点范围内室温到熔点范围内M2S没有没有同质异相转变。同质异相转变。 47湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地 、原料及性质、原料及性质1、橄榄岩、橄榄岩 定义：以橄榄石为主要矿物组成的无

33、水硅酸镁。定义：以橄榄石为主要矿物组成的无水硅酸镁。 分子式：分子式：2(MgFe)OSiO2 不需煅烧直接使用不需煅烧直接使用 含含FeO10时时 不能用来做耐火原料不能用来做耐火原料，因液相线急剧因液相线急剧 成因：地壳深处或来自地幔的熔融岩浆受某些地质构造作用成因：地壳深处或来自地幔的熔融岩浆受某些地质构造作用 的影响，侵入地壳中或上升到地表面凝结成岩浆型矿石。的影响，侵入地壳中或上升到地表面凝结成岩浆型矿石。 纯的为白色，纯的为白色，Fe2绿色、墨绿色，莫氏硬度绿色、墨绿色，莫氏硬度67，d=3.2-3.448湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地2、蛇纹岩、

34、蛇纹岩1）定义：）定义：以蛇纹石为主要矿物组成的硅酸镁。以蛇纹石为主要矿物组成的硅酸镁。2）分子式分子式：3MgO2 SiO22H2O3）成因：）成因：橄榄岩风化后橄榄岩风化后 3(Mg3FeSi2O8)+6H2O+1/2O23H4Mg2Si2O4+Fe3O4三种：叶、纤维、胶状。三种：叶、纤维、胶状。 硬度：硬度：34，d=2.5-2.63、钝橄榄岩、钝橄榄岩 处于向蛇纹岩转变过程中的橄榄岩。比重处于向蛇纹岩转变过程中的橄榄岩。比重2.8，硬度，硬度6.5。4、滑石、滑石 以以3MgO4SiO2H2O为主要矿物组成的岩石。为主要矿物组成的岩石。49湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国

35、家重点实验室培育基地二、原料的加热物理化学变化二、原料的加热物理化学变化1、橄榄岩、橄榄岩 在氧化性气氛下，其中在氧化性气氛下，其中FeO+O2Fe2O3，颗粒膨胀破坏。，颗粒膨胀破坏。 1100，高铁玻璃形成，高铁玻璃形成，M2S进行强烈，结晶。进行强烈，结晶。2(Mgn1,Fem1)2SiO4+1/6O2(Mgn2,Fem2)2SiO4+(Mgn3,Fem3) SiO3+1/3Fe3O4 n1+m1=n2+m2=n3+m3 n1n2, m1m250湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地 3、滑石、滑石 3MgO4SiO2H2O3（MgOSiO2）SiO2+H2O （1000）4、钝橄榄岩、钝橄榄岩 1500同同M2S，1500后才开始烧结。后才开始烧结。2、蛇纹岩、蛇纹岩 600700开始脱水，开始脱水， 3MgO2SiO22H2O2 MgOSiO2+ MgOSiO2+2H2O (斜顽火辉石斜顽火辉石) 1300，M2S和和MS开始结晶。开始结晶。51湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地三、镁橄榄石质制品的生产原理三、镁橄榄石质制品的生产原理1、镁砂加入