镁橄榄石耐火材料

镁橄榄石耐火材料(nàihuǒcáiliào)

演讲人：张宁共十七页6.3镁橄榄石耐火材料(nàihuǒcáiliào)6.3.1镁橄榄石耐火材料的主要组成(zǔchénɡ)6.3.2镁橄榄石耐火材料的生产特点6.3.3镁橄榄石耐火材料性质与应用共十七页6.3.1镁橄榄石耐火材料(nàihuǒcáiliào)的主要组成

镁橄榄石耐火材料(nàihuǒcáiliào)是以镁橄榄石为主晶相的耐火材料(nàihuǒcáiliào)。多用橄榄岩和纯橄榄岩等作为主要原料制成。其中经成型的制品称为镁橄榄石砖。共十七页主要(zhǔyào)组成以镁橄榄石2MgO·SiO2（简写成M2S）作为主要组成耐火材料称为镁橄榄石质耐火材料。材料中的MgO含量37%～62%，mMgO/mSiO2波动于0.95～2.00。在镁橄榄石质耐火材料中除主要结晶相M2S外（含量65%～75%），还有相当数量约15%的铁酸镁及其他矿物。M2S的结晶颗粒很大并形成结构骨架。其他矿物不是以结合物形式存在，而是以包裹体的形式存在于镁橄榄石晶体的裂缝之中。因此，镁橄榄石质耐火材料的性质主要取决于镁橄榄石的性质。纯净的镁橄榄石熔点为1890℃，是MgO-SiO2系统中唯一(wéiyī)稳定的耐火相。共十七页6.3.2镁橄榄石耐火材料的生产(shēngchǎn)特点6.3.2.1原料及性质（1）橄榄岩定义：以橄榄石为主要矿物组成的无水硅酸镁。分子式：2(Mg·Fe)O·SiO2→→不需煅烧直接使用(shǐyòng)含FeO～10％时不能用来做高耐火原料，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的影响，侵入地壳中或上升到地表面凝结成岩浆型矿石。共十七页原料(yuánliào)及性质2）蛇纹岩定义：以蛇纹石为主要矿物(kuàngwù)组成的硅酸镁。分子式：3MgO·2SiO2·2H2O成因：橄榄岩风化后3(Mg3FeSi2O8)+6H2O+1/2O2→3H4Mg2Si2O4+Fe3O4种类：叶、纤维、胶状。硬度：3－4，d=2.5-2.63）钝橄榄岩处于向蛇纹岩转变过程中的橄榄岩。比重2.8，硬度6.5。4）滑石以3MgO·4SiO2·H2O为主要矿物组成的岩石。共十七页原料(yuánliào)的加热物理化学变化（1）橄榄岩在氧化(yǎnghuà)性气氛下，其中FeO+O2→Fe2O3，颗粒膨胀破坏。＞1100℃，高铁玻璃形成，M2S进行强烈，结晶（2）蛇纹岩600－700℃开始脱水，＞1300℃，M2S和MS开始结晶。开始结晶（3）钝橄榄岩1500℃同M2S，1500℃后才开始烧结（4）滑石加热至1000℃下脱水，晶格破坏共十七页由于方石英存在，滑石烧结性能差。耐火度低（1500-1550℃）→不能作为耐火材料3）镁橄榄石质制品的生产原理最有害杂质：CaO、Al2O3（1）镁砂加入(jiārù)的作用保证原料中杂质CaO、Al2O3、Fe2O3→M2S、MF、MA、CMS，向MgO侧靠。→→镁砂应在10%-15%以上，甚至达20%-25%，细粉形式共十七页4）镁橄榄石质制品(zhìpǐn)的生产工艺要点与镁砖生产(shēngchǎn)类似（1）原料●橄榄岩；●钝橄榄岩（MgO较高）；●蛇纹岩（FeO＜10％）共十七页（2）预烧钝橄榄岩、蛇纹岩在1450－1500℃煅烧成熟料（3）粉料加工临界颗粒(kēlì)3－2mm细粉多，有利于充分转化。（4）配料加入镁砂（通过计算），以细粉（MgO／M2S＝7／3）形式也可用轻烧MgO粉结合剂：纸浆废液（d=1.16~1.20），卤水，木糖浆或糖浆。共十七页（5）成型＞3000KN压力机（6）干燥低温大风量（7）烧成杂质(zázhì)多，平装，1m高，氧化气氛，1550℃烧成共十七页6.3.3镁橄榄石耐火材料性质(xìngzhì)与应用◆熔点高（1890℃））◆没有同质异相(yìxiānɡ)转变◆荷软高（1650－1700℃，甚至更高），甚至更高）◆抗氧化铁渣能力强，但对抗CaO渣侵蚀能力差◆热稳定性较镁砖好◆热导率低于方镁石（约为方镁石的1/3-1/4）共十七页镁橄榄石具有很高的荷重软化温度，加镁砂的制品(zhìpǐn)开始变形温度可达1650～1700℃，甚至更高。镁橄榄石制品(zhìpǐn)抵抗熔融氧化铁作用的能力较强，但对CaO的抵抗作用较弱而抵抗粘土质及高铝质物料的能力更弱。其抗热震性较普通镁砖好，其缺点是气孔率高，在气氛变化条件下使用时结构易松散等。其质量指标一般波动如下：耐火度/℃1830～18800.2MPa荷重变形开始温度／℃1580—1620破裂温度/℃1650～1710显气孔率／%26～28体积密度／g·cm-32.35～2.42耐压强度/MPa2.0～3.0抗热震性／次5～14重烧收缩（1700℃保温2h）／%0.8～1.4镁橄榄石耐火材料主要应用于平炉蓄热室格子砖、铸锭用砖、加热炉炉底以及在炼铜护中也有较好的使用效果。共十七页三、国内外橄榄石的生产(shēngchǎn)和应用状况拥有橄榄石资源的有7个国家。近20年来其开发应用由1979年的10t/年左右发展到1100万t/年。（1）作铸造用砂铸造常用硅砂，但在生产高锰钢或较厚大铸钢件时，易产生严重夹砂。因此，要用价格贵得多的特种锆砂、铬铁矿砂、刚玉砂来代替。如用橄榄石砂不仅可生产出优质(yōuzhì)铸件，而且价格远比特种砂便宜。因而橄榄石砂的用量呈增长势头。美国铸钢用M2S砂一直稳定在4.5-5t/年，日本约3-4万t/年，原苏联用于铸造的M2S砂达150t/年。（2）作为冶炼铸铁时的添加剂，可提高铁小质量、节省焦炭。欧洲每年的消耗量为150-180t.作耐火材料及其制品，其用量相当大。共十七页我国已开发利用的橄榄石资源有3处，由于(yóuyú)品种不同，其用途多异。（1）辽宁省营口大石桥的苦闪橄榄石，储量约3000t。主要用途是经燃烧后作耐火材料使用。（2）河南与陕西省交界的商洛山区也产钙镁橄橄榄石，储量约5亿t.由于硬度低，原矿中CaO、Al2O3含量多,有易吸水自粉等特点，因而不适用作耐火材料。经水洗处理后可作复用性差的铸钢用砂，或当作高炉炼铁的添加剂用。（3）湖北宜昌太平溪的纯镁橄榄石岩，已探明总储量约5亿t。由于原矿中M2S的矿物成分含量高、硬度高、影响耐火度的有害杂质含量极低，因而一种优质的合金钢造型砂材料和良好的耐火材料。也可当作高炉炼铁的添加剂。1995年出口韩国，被指定为“质量免检原料”。共十七页最近(zuìjìn)应用进展：◆采用镁橄榄石取代镁砂，降低成本；采用镁橄榄石取代镁砂，降低成本；◆利用镁橄榄石中FeO组分，促进烧结。—镁橄榄石转炉大面修补(xiūbǔ)料—镁橄榄石中间包干式振动料—镁橄榄石中间包挡渣墙◆利用镁橄榄石导热系数小于镁砂，降低材料热导率；利用镁橄榄石导热系数小于镁砂，降低材料热导率；◆利用镁橄榄石熔点较高，提高材料耐火性能。—膨胀蛭石-镁橄榄石隔热材料共十七页内容(nèiróng)总结镁橄榄石耐火材料。多用橄榄岩和纯橄榄岩等作为主要原料(yuánliào)制成。材料