铝镁尖晶石砖以镁铝尖晶石为基质，以抗热震性优于镁砖而见长，被广泛应用于砌筑炼钢碱性平炉和电炉的炉顶等，关于这种晶石砖的特点大家是否了解呢，下面简单的给大家介绍一下。
1、镁铝砖的热震稳定性好，可承受水冷20～25次，甚至更高。这是它最突出的优点，比普通镁砖好得多。研究认为，镁铝砖热震稳定性好，是由于镁铝尖晶石和方镁石都属于立方晶系，沿各个晶轴方向的热膨胀大小都相同，故温度波动时膨胀和收缩都比较均匀，产生的热应力较小。
2、镁铝砖的主要性能也比镁砖稍强。由于镁铝尖晶石本身的熔点较高，故镁铝砖的荷重软化温度比镁砖有所改善，达到1620～1690℃。
3、镁铝尖晶石保护方镁石颗粒免受熔渣侵蚀的能力比钙镁橄榄石强，故镁铝砖抵抗碱性熔渣以及氧化铁熔渣的能力较镁砖有所加强。
镁铝砖具有以上优良性能，故在我国已广泛用做炼钢平炉，炼铜反射炉等高温熔炼炉炉顶的砌筑材料，取得了延长炉子寿命的效果。大型平炉可达300炉左右，中小型平炉在1000炉以上。
接下来再给大家说下铝镁尖晶石砖的生产工艺：
镁铝砖的生产工艺与烧成镁砖大致相同，只是在配料中加入一定比例的工业氧化铝或特级铝矾土熟料。工业氧化铝的杂质含量比高铝矾土熟料低。配料中加入天然铝矾土熟料，可改善泥料的塑性，在同样条件下，砖坯体积密度较高。
工业氧化铝的加入量一般为5%～10%，通常按一定比例与镁砂共同细磨后，以细粉形式加入，这有利于在制品基质中形成分布均匀的镁铝尖晶石新晶相。也有采用预合成镁铝尖晶石再进行配料制砖的生产方法。配料时临界粒度大，有利于提高制品的抗热震性，但不利于制品的密度和强度，一般采用3mm。
粒度一般采用3～1mm与1～0.088mm且应控制3～2mm粗颗粒与小于0.088mm细粉的比例，来提高制品的抗热震性。镁铝砖的烧成温度要根据原料的纯度来确定，一般要比镁砖的烧成温度高30～50℃，高纯镁铝砖的烧成温度达1750～1800℃。
以上就是金京窑业带给大家的分享，希望对大家有所帮助，同时也感谢大家一直以来对金京窑业的关注与支持！
【摘 要】：综述了目前常用的制备镁铝尖晶石粉体的各种方法的工艺过程、特点及其产物的性能特征。经分析指出纯度和粒度是粉体最重要的两个性能指标；降低合成温度、简化工艺过程是今后制备技术发展的趋势。金属醇盐可能成为获得高纯度产物最有应用前景的前驱物；水热处理、溶剂蒸发、超临界干燥等物理手段是解决粒度最有效的途径。 【关键词】：耐火材料，镁铝尖晶石，粉体，制备方法 引 言 镁铝尖晶石(Magnesium Aluminium Spinel，以下简称MAS)材料是一种熔点高、热膨胀系数小、热导率低、抗热震性好、抗碱侵蚀能力强的材料[1]，主要应用于钢包内衬、平炉炉顶、水泥回转窑烧成带衬砖。MAS单晶体是一种高熔点、高硬度的晶体材料。在10GHz以上的微波段上，MAS单晶的声衰减比蓝宝石或石英低得多，可作为介质制作微波声体波器件[2]。MAS还具有优良的电绝缘性，且与Si的匹配性能好，其线膨胀系数与Si相近，因而其外延Si形成膜的形变小，是一种重要的集成电路衬底材料[3]。 近年来，制备MAS粉体的方法受到人们的广泛关注，并在原有制备工艺基础上，涌现出许多新的制备技术。本文拟总结近年来国内外对获取高性能MAS体制备方法，以期找到解决粉体的纯度、粒度、化学均匀性等问题的途径，从而在获取高性能粉体，发挥其优越性能。 1 固相法 1.1传统固相法 固相法是固体与固体之间发生化学反应生成新的固体物质的反应过程，其中反应温度高于600℃称为高温 固相反应。Lepkova D[4]等研究了MgO和Al 2O 3 的固 相反应中，添加剂对尖晶石形成温度和转化率的影响。 将α-Al 2O 3 和Mg(HCO 3 ) 2 分解后的MgO及添加剂均 匀混合后，在一定的温度下反应制备尖晶石粉，添加剂 为B 2O 3 和TiO 2 ，或B 2 O 3 和氟化物(LiF，CaF 2 ，ZnF 2 ， BaF 2 )的混合物。尖晶石合成转化率在85%～95％之间， 加入B 2 O 3 和TiO 2 复合添加剂时，尖晶石粉的生成量最大。 传统固相法无疑是最简单、最方便的合成尖晶石的工艺， 存在的显著缺点是合成温度高。而添加剂又会影响产物 的纯度，无法满足高技术领域的要求。 1.2凝胶固相法 凝胶固相法是将初始原料同有机单体、交联剂、引 发剂等混合形成凝胶，干燥后经焙烧制备粉体。粉体具 有颗粒细小均匀、纯度高、分散性好等优点。仝建峰[5] 等以Mg(OH) 2 ·4MgCO 3 ·6H 2 O和Al 2 O 3 按n(Mg)∶ n(Al)=1∶2进行混合，有机单体丙烯酰胺(C 3 H 5 NO)为 凝胶，N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，过硫酸铵 (NH 2 ) 2 SO 6 水溶液为引发剂，4-甲基乙二胺(C 6 H 16 N 2 ) 为催化剂，选用JA-281试剂为分散剂，用NH 3 ·H 2 O 调节pH值。将干凝胶在1250℃左右保温3h，便可得到 平均粒径为0.5μｍ的球形MgAl 2 O 4 微粉。王修慧[6]等 先以异丙醇水溶液将高纯MgO粉体分散成浆体，再将异 丙醇铝水解得到凝胶，然后按n(Mg)∶n(Al)=1∶2配 料球磨混合24h，干燥后进行焙烧，800℃即开始出现尖 晶石相，1200℃时形成了完善的MAS相结构，最终得 到纯度高达99.99%MAS粉体。之所以能够降低合成温 度，是原因反应物之一的AlOOH凝胶替代Al 2 O 3 ，活性 高，粒度细，混合过程中可达到高度的均匀性；在加热 至500℃～600℃范围内会生成高活性Al 2 O 3 。此法解决 了产物的纯度问题，可以应用于提拉法生长尖晶石单晶 材料；但其缺点是粒度偏粗大，不适于透明多晶体的制备。 2 沉淀法 2.1 均匀沉淀法 均匀沉淀法是利用某一化学反应，将溶液中的构 晶离子从溶液中缓慢、均匀地释放出来，与溶液中的 Mg2+和Al3+生成沉淀，然后再经干燥、焙烧制得粉 体。Hokazono S[7]等采用2种溶液体系来制备MAS粉 体：一是Al(NO 3 ) 3 、Mg(NO 3 ) 2 、尿素水溶液体系；二 是Al 2 (SO 4 ) 3 、MgSO 4 、尿素水溶液体系。按n(Mg)∶ n(Al)=1∶2进行配料；其中，C 尿素 =1.8mol·L-1， C Al 3+=0.1mol·L-1，C Mg 2+= 0.08mol·L-1，分别用 HNO 3 、H 2 SO 4 调至pH值为2，在90℃水浴分别加热 22.5h和38h，生成的沉淀经离心分离后于100℃干燥 24h，在800℃～1000℃焙烧，得到比表面积为25～ 66m2·g-1的MAS粉体。硝酸盐体系制备的前驱物含 镁铝尖晶石粉体的制备方法 王修慧1,2，王程民2，司 伟2，李 刚2，曹冬鸽2，翟玉春1 (1东北大学材料与冶金学院， 沈阳 110006； 2大连交通大学材料科学与工程学院， 大连 116028) 收稿日期:2008-1-24 基金项目:国家自然科学基金资助项目，编号:50104003 作者简介:王修慧（1964-），男，博士研究生，副教授； 从事金属醇盐、高纯氧化物粉体制备研究。 E-mail:dl_wangxh@https://www.doczj.com/doc/562781747.html, 文章编号：1001-9642（2008）07-0003-04
3500 水泥 耐火砖 2 0 熟料 单位熟料消耗量 1 75 3000 1 59 年 2500 1 35 1 5 熟料 1 40 1 45 2970 / kg/t 2435 百万吨 2000 1 34 1 13 2330 ， 1705 0 80 72 单位 熟料消耗量 丈丈丈丈丈丈丈丈丈丈丈 丈丈丈无丈铬丈碱 丈性 耐丈火丈砖丈丈丈 丈丈丈丈丈——丈镁亚丈铁、铝丈尖晶丈石砖丈丈 丈丈丈丈丈丈丈丈丈丈丈 水泥预分解窑熟料在生产过程 中，窑内耐火砖产生的热、热机械、热 化学应力易使火砖损坏。延长耐火 砖的使用寿命，有利于减少砖耗，更 重 要 的 是 可 以 增 加 窑 的 运 转 率 、产 量、热效率，降低能耗和有害物排放。 随着预分解窑技术的发展和规 格的增大，上述应力相应增加。提高 耐火 砖产品质量，延长使用寿命，一 直是水泥和耐火材料行业关注的焦 点。随着耐火砖质量和性能的提高， 窑 的 砖 耗 逐 年 下 降 ，1970 年 至 2010 年，单位吨熟料砖耗从 1.2kg 下降至 0.72k g （图 1）。 1 镁铬砖的应用 上世纪中叶，天然镁砂制成的直 接结合镁铬砖脆性大，易使砖产生碎 裂，仅用于钢铁行业。60 年代，开始 采 用 优 质 镁 砂 ，同 时 选 用 优 质 铬 矿 石，通过特殊煅烧生产的直接结合镁 铬砖具有优良的弹性和热塑应力松 驰、挂窑皮性能和抗热震性能，以及 较好的抗化学侵蚀性能，用于各种回 转窑的烧成带和碱盐侵蚀较低的回 转窑过渡带，逐渐发展成为水泥窑用 碱性砖的主要产品。仅以国外某耐 火材料制造企业生产的某一品牌的 镁铬砖为例，从 1967 年至今，总产量 超过 200 万吨（>2 亿块）。 镁铬砖内含有铬，在水泥窑熟料 煅烧过程中，窑料和熟料中的碱（或 硫）与砖内稳定的 3 价铬作用生成氧 化能力极强的 6 价铬，这些铬盐极易 溶于水中，生成的溶液对人体产生危 害，从环保的要求来看，必须开发无 铬的碱性耐火砖。 2 无铬碱性耐火砖 多年来，耐火材料生产企业一直 从事镁铬砖内铬减量化工作，从含铬 量>8%下降至 4%以内，另一方面开 展无铬碱性砖的研究，也就是优化无 铬的镁铝尖晶石、白云石、镁白云石、 镁铁尖晶石、镁锆砖等无铬碱性砖， 取得了不同程度进展。迄今为止，很 难有一种碱性砖在性能和价格上全 面取代镁铬砖，人们一直在寻找和优 化无铬碱性耐火砖，使之全面取代性 能优良且价格相对便宜的镁铬砖。 近年来，一种采用合成亚铁尖晶 石作为弹性剂与含有氧化铁的烧结 氧化镁作为原料，通过特殊的煅烧所 . . . . . . . 图 1 镁铬砖的年消耗量和砖耗 表 1 铬矿石、镁铝尖晶石、亚铁尖晶石的化学成分，% 2013/5 水泥技术 107 化学成分 铬矿石 镁铝尖晶石 亚铁尖晶石 SiO 2 0.5~2 <0.5 <2.0 Al 2O 3 10~25 67 35~60 Fe 2O 3 14~28 <0.5 20~30 Cr 2O 3 30~48 — — MgO 12~20 32 20~50 CaO <0.8 <0.5 <0.5 . . . . . . . .
尖晶石型化合物属于等轴晶系，其结构中氧作最紧密堆积，阳离子填充四面体、八面体间隙，每个晶胞中8/64的四面体间隙和16/32的八面体间隙被填充。 镁铝尖晶石是具有相同晶体结构的氧化物中的一种，这种晶体结构称为尖晶石结构。尖晶石组有二十多种氧化物，但只有很少数是常见的。尖晶石组的结构式是AB2O4, 这里A代表二价金属离子，例如镁、铁、镍、锰和/或锌，B代表三价金属离子，例如铝、铁、铬或锰。除非特别指明，本文的尖晶石表示MgAl2O4, 矿物尖晶石是二元系统MgO –Al2O3 的唯一化合物。尖晶石族矿物的明显特征是，它是一种组分可被替代的固溶体，尖晶石组分中一种或两种都可以被这组矿物中的其他组分大量的代替，而且是在晶体结构不改变或晶格没有任何变形的情况下。镁离子和铝离子都可被较小尺寸的其他离子代替，保持电化学平衡。因此尖晶石族矿物有很多种固溶体。另外，随温度的增加，MgAl2O4 相区域增加，尤其是朝着氧化铝含量较高的方向增加。通过这个结构中金属离子和氧离子的空位保持电化学平衡。以后将讨论这一特征，它在尖晶石抗钢渣的侵蚀上起很重要的作用。2.2 物理性能镁铝尖晶石的熔点是2135℃，是熔点较高的耐火材料。表1是MgO、Al2O3和尖晶石相的体积密度、热膨胀系数和热导率的对比。这些相在热膨胀系数上的差别体现出尖晶石优异的抗热震性。MgO和Al2O3生成尖晶石时，密度下降，体积增加，这使我们想到了技术应用上，例如生产浇注料，在浇注料里，MgO和Al2O3原位反应生
作为耐火材料原料的尖晶石的天然资源还没有发现，因此尖晶石必须通过合成来制备。尖晶石生产的两个主要途径是烧结和电熔。大多数耐火材料使用的尖晶石是由高纯合成氧化铝和化学级氧化镁来合成的。烧结尖晶石在竖窑中合成，电熔尖晶石在电弧炉中合成。因为从动力学上说形成固态尖晶石是非常困难的，所以要求原材料很细、反应活性大。烧结合成尖晶石的优点是它是一个连续的陶瓷过程，喂料速度可控，窑内温度分布均匀，可以生产出晶粒尺寸为30-80μm 和气孔率较低(<3%)的非常匀质的产品。另一方面，电熔生产尖晶石是一个典型的批量生产过程。大的晶锭需要很长的冷却时间，导致倒出的晶锭在冷却过程中微观结构不均匀。外部的尖晶石冷却速度比内部的快，晶体尺寸比内部的小。杂质因熔点最低集中在晶锭中心。因此，匀质的电熔尖晶石材料只有通过已加工材料的仔细挑选才能获得。使用高纯原材料的另一个优点，是所得材料的杂质含量很低(MgO+Al2O3 >99%), 尤其是氧化硅含量，这样尖晶石的高温性能很好。矾土基尖晶石已经根据它的几种合成原料进行了评估。Moore et al[2]在实验室合成的矾土和水铝石基尖晶石与合成的氧化铝基尖晶石相比，表现出高的蠕变速率。这是由于矾土中杂质(SiO2, TiO2, Fe2O3, 碱金属)在骨料中形成较多的玻璃相。矾土基尖晶石没有合成氧化铝基尖晶石的性能好，所以它只能用在抗侵蚀性和高温强度要求不高的环境下。 4 产品类型工业尖晶石产品以化学计量比Al2O3/MgO=28.2/71.8作为分界点分为两类，见图1。富镁尖晶石MR66含有过量MgO, 而富铝尖晶石AR78和AR90含有
刚玉-镁铝尖晶石炉衬的应用 2011-11-07 13:19:48 作者：佚名来源：精密铸造分会浏览次数：819 中国铸造协会精铸分会周泽衡李祖雄 东营嘉扬精密金属公司陈亚辉段继东 在硅溶胶精铸工艺生产中，常用的感应电炉容量均小于350㎏，大多为100至150㎏容量的快速熔炼炉，主要是熔炼合金钢，由于精密铸造对合金的熔炼不属于完整的冶炼过程，而是用化学成合格的或基本合格的且很纯净合金料进行快速重熔，为保证合金液的纯净除要十分重视炉料的纯净度外，对直接接触合金的炉衬材料的要求要严格，由于合金在熔化过程中被氧化污染的源头是炉衬、炉料和大气三个方靣，因而对炉衬材料的要求是，纯净度高、杂质少、高温下不污染钢液，且其软化点高于合金的最高熔化温度，使用寿命长。表1为适于作炉衬的几种耐火材料旳主要性能。這些材料除石英外大多是通过电熔或高纯原料高温煅烧而成，杂质含量低，适于精密铸造非真空感应熔炼电炉使用，可根据熔炼的合金种类进行选择。 表1几种炉衬耐火材料的主要性能 1. 镁质材料炉衬 目前囯内硅溶胶工艺精铸生产中常用的炉衬材料是氧化镁质材料，表1中电熔镁砂是由精选的菱镁石或高纯的轻烧镁在电弧炉或电渣炉中熔融，氧化镁中的杂质被熔化成低熔点的熔渣而去除，氧化镁熔体冷却后形成方镁石晶体，再经破碎即为电熔镁砂，其氧化镁含量特级的可达98%以上。另一种海水镁砂是用海水（含氯化镁及硫酸镁）与消化石灰进行反应形成氢氧化镁，经过滤干燥后，再轻烧后制成团粒状，在回转窑中经1700-1800℃重烧而成具有方镁石晶体的颗粒料，它的纯度高、密度大、组织均匀且体积变化相对小些，优于电熔镁砂。从表1可知这两种镁砂具有高的熔点和软化点，因而能满足精密铸造各种合金钢的熔化需要，而且镁砂中杂质含量极少，方镁石在高温下也极为稳定，故此炉衬材料不会污染合金，但是在实陈使用中也发现它的两点不足：①由于镁砂的热膨胀系数大，抗热震性差，这种材料捣固的坩埚在冷热交替的工况下，其一是被烧结的表层易产生裂纹，宽大的裂纹必须细心修补，细小裂纹在再次熔化时，先需用小功率加热，使坩埚烧结层受热膨胀而弥合裂纹后才能大功率熔化合金，否则合金液容易渗入裂缝造成穿炉；其二是由于炉衬的未烧结层的镁砂
镁铝尖晶石质耐火材料 （西安建筑科技大学华清学院） 摘要:阐述了镁铝尖晶石质耐火材料的性能及合成，论述了镁铝尖晶石质耐火材料的应用及发展趋势。关键词:镁铝尖晶石质耐火材料；结构特点；应用；发展趋势 The Development and Application of Magnesia-alumina Spinel Refractories Abstract: The properties and synthesis ofmagnesia-alumina spinel refractories was expounded together with discussion on the application and developing trend of them. Key words: magnesia-alumina spinel refractories; structure characteristic; application; developing trend 1 前言 耐火材料是用作高温窑炉等热工设备的结构材料，以及工业用高温容器和部件的材料，并能承受相应的物理化学变化及机械作用。随着高温工业的发展，对炉衬耐火材料的生产和使用也提出了更高的要求。炉衬耐火材料不仅要求长期处在高温的工作环境，能经受高尘，强腐蚀性炉气及炉渣的冲刷和侵蚀，还要经受温度骤变、机械和物料的撞击、磨损以及各种应力的综合影响。为满足高温工业的需要，炉衬耐火材料产品的使用性能还需进一步提高。而镁铝尖晶石质耐火材料的研究与开发正适应了这一发展趋势。 2 镁铝尖晶石质耐火材料的结构特点 镁铝尖晶石优良的高温性能，使其成为耐火材料中重要的组成部分。从MgO-Al2O3二元系相图（图1）可以看出，Mg-Al2O3是此二元系统的一个中间化合物，熔点为2 135 ℃。方镁石从1 500 ℃开始固溶于尖晶石中，且随着温度的升高固溶量增加。当温度达到1 995 ℃时，溶解度达到最大值10 %。刚玉在高温下也可以固溶在镁铝尖晶石中，且固溶量随着温度的升高而增加，在1 900 ℃以上时，固溶量可以达到20 %以上。 图1 MgO-Al2O3二元系相平衡图【1.2】 在镁铝尖晶石构造中，Al O、Mg O之间都是较强的离子键，且静电键强度相等，结构牢固【3】。因此，镁铝尖晶石晶体的饱和结构【4,5】使其具有良好的热震稳定性能、耐化学侵蚀性能和耐磨性能，能够在氧化或还原气氛中保持较好的稳定性。但是在合成镁铝尖晶石时，会伴有5％～8%的体积膨胀，而且其再结晶能力差，很难合成致密的镁铝尖晶石
铝镁尖晶石砖以镁铝尖晶石为基质，以抗热震性优于镁砖而见长，被广泛应用于砌筑炼钢碱性平炉和电炉的炉顶等，关于这种晶石砖的特点大家是否了解呢，下面简单的给大家介绍一下。 1、镁铝砖的热震稳定性好，可承受水冷20～25次，甚至更高。这是它最突出的优点，比普通镁砖好得多。研究认为，镁铝砖热震稳定性好，是由于镁铝尖晶石和方镁石都属于立方晶系，沿各个晶轴方向的热膨胀大小都相同，故温度波动时膨胀和收缩都比较均匀，产生的热应力较小。 2、镁铝砖的主要性能也比镁砖稍强。由于镁铝尖晶石本身的熔点较高，故镁铝砖的荷重软化温度比镁砖有所改善，达到1620～1690℃。 3、镁铝尖晶石保护方镁石颗粒免受熔渣侵蚀的能力比钙镁橄榄石强，故镁铝砖抵抗碱性熔渣以及氧化铁熔渣的能力较镁砖有所加强。 镁铝砖具有以上优良性能，故在我国已广泛用做炼钢平炉，炼铜反射炉等高温熔炼炉炉顶的砌筑材料，取得了延长炉子寿命的效果。大型平炉可达300炉左右，中小型平炉在1000炉以上。
接下来再给大家说下铝镁尖晶石砖的生产工艺： 镁铝砖的生产工艺与烧成镁砖大致相同，只是在配料中加入一定比例的工业氧化铝或特级铝矾土熟料。工业氧化铝的杂质含量比高铝矾土熟料低。配料中加入天然铝矾土熟料，可改善泥料的塑性，在同样条件下，砖坯体积密度较高。 工业氧化铝的加入量一般为5%～10%，通常按一定比例与镁砂共同细磨后，以细粉形式加入，这有利于在制品基质中形成分布均匀的镁铝尖晶石新晶相。也有采用预合成镁铝尖晶石再进行配料制砖的生产方法。配料时临界粒度大，有利于提高制品的抗热震性，但不利于制品的密度和强度，一般采用3mm。 粒度一般采用3～1mm与1～0.088mm且应控制3～2mm粗颗粒与小于0.088mm细粉的比例，来提高制品的抗热震性。镁铝砖的烧成温度要根据原料的纯度来确定，一般要比镁砖的烧成温度高30～50℃，高纯镁铝砖的烧成温度达1750～1800℃。 以上就是金京窑业带给大家的分享，希望对大家有所帮助，同时也感谢大家一直以来对金京窑业的关注与支持！
高性能钢包耐火材料用镁铝尖晶石 Raymond P.Racher Almatis Inc. 501West Park Road Leetsdale,PA15056,USA Robert W.McConnell Almatis Inc 4701Alcoa Road Bauxite,AR72011USA Andreas Buhr Almatis GmbH, Olof-Palme-Str.37, D-60439Frankfurt/Main Germany 摘要 优质钢的生产要求钢在钢包中进行更多的处理。这对钢包用耐火材料有显著的影响，例如需要透气砖等高性能功能耐火材料。增加出钢温度，较长的停留时间，侵蚀性更强的二次冶炼等操作的改变要求耐火材料衬更薄，寿命更长。这些综合因素重新唤起了对镁铝尖晶石研究的兴趣。 镁铝尖晶石已经作为各种类型用于炼钢用耐火材料很多年了。本文阐述了尖晶石的生产、理化性能和使用性能，也讨论了尖晶石应用的进展情况。 1 引言 本文讨论了镁铝尖晶石的结构、性能和应用，尤其描述了镁铝尖晶石在生产洁净钢用耐火材料上的优点。 镁铝尖晶石由于强的抗渣侵蚀性、优良的抗热震性和高温强度高等特点，越来越多的被应用于炼钢用耐火材料。20世纪60年代中期最初生产的尖晶石耐火材料是通过氧化铝和镁砖中的方镁石的原位反应制备的，用于水泥窑的内衬。高质量的预合成尖晶石使得发展优质不定形耐火材料和耐火砖成为可能。 2 性能 2.1 结构
镁铝尖晶石是具有相同晶体结构的氧化物中的一种，这种晶体结构称为尖晶石结构。尖晶石组有二十多种氧化物，但只有很少数是常见的。尖晶石组的结构式是AB2O4,这里A代表二价金属离子，例如镁、铁、镍、锰和/或锌，B代表三价金属离子，例如铝、铁、铬或锰。除非特别指明，本文的尖晶石表示MgAl2O4,矿物尖晶石是二元系统MgO–Al2O3的唯一化合物。 尖晶石族矿物的明显特征是，它是一种组分可被替代的固溶体，尖晶石组分中一种或两种都可以被这组矿物中的其他组分大量的代替，而且是在晶体结构不改变或晶格没有任何变形的情况下。镁离子和铝离子都可被较小尺寸的其他离子代替，保持电化学平衡。因此尖晶石族矿物有很多种固溶体。另外，随温度的增加，MgAl2O4相区域增加，尤其是朝着氧化铝含量较高的方向增加。通过这个结构中金属离子和氧离子的空位保持电化学平衡。以后将讨论这一特征，它在尖晶石抗钢渣的侵蚀上起很重要的作用。 2.2 物理性能 镁铝尖晶石的熔点是2135℃，是熔点较高的耐火材料。表1是MgO、Al2O3和尖晶石相的体积密度、热膨胀系数和热导率的对比。这些相在热膨胀系数上的差别体现出尖晶石优异的抗热震性。MgO和Al2O3生成尖晶石时，密度下降，体积增加，这使我们想到了技术应用上，例如生产浇注料，在浇注料里，MgO和Al2O3原位反应生产尖晶石。在下面的文章里，我们将更加详细的讨论这些效应和它们对使用性能的影响。 表1尖晶石，MgO和Al2O3的热性能和物理性能[1] 尖晶石MgAl 2O 4 方镁石MgO刚玉Al 2 O 3 体密(g/cm3) 3.58 3.58 3.99 热导率(W/m·K) 5.97.1 6.3 热膨胀系数 (dL/L.K.10^6)7.613.58.8
年产20万吨镁铁铝尖晶石砖立项投资融 资项目 可行性研究报告 (典型案例〃仅供参考) 广州中撰企业投资咨询有限公司
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目录 第一章年产20万吨镁铁铝尖晶石砖项目概论 (1) 一、年产20万吨镁铁铝尖晶石砖项目名称及承办单位 (1) 二、年产20万吨镁铁铝尖晶石砖项目可行性研究报告委托编制单位 1 三、可行性研究的目的 (1) 四、可行性研究报告编制依据原则和范围 (2) （一）项目可行性报告编制依据 (2) （二）可行性研究报告编制原则 (2) （三）可行性研究报告编制范围 (4) 五、研究的主要过程 (5) 六、年产20万吨镁铁铝尖晶石砖产品方案及建设规模 (6) 七、年产20万吨镁铁铝尖晶石砖项目总投资估算 (6) 八、工艺技术装备方案的选择 (6) 九、项目实施进度建议 (6) 十、研究结论 (7) 十一、年产20万吨镁铁铝尖晶石砖项目主要经济技术指标 (9) 项目主要经济技术指标一览表 (9) 第二章年产20万吨镁铁铝尖晶石砖产品说明 (15) 第三章年产20万吨镁铁铝尖晶石砖项目市场分析预测 (15) 第四章项目选址科学性分析 (15) 一、厂址的选择原则 (15) 二、厂址选择方案 (16) 四、选址用地权属性质类别及占地面积 (17) 五、项目用地利用指标 (17) 项目占地及建筑工程投资一览表 (17) 六、项目选址综合评价 (18)
第五章项目建设内容与建设规模 (19) 一、建设内容 (19) （一）土建工程 (19) （二）设备购臵 (20) 二、建设规模 (20) 第六章原辅材料供应及基本生产条件 (21) 一、原辅材料供应条件 (21) （一）主要原辅材料供应 (21) （二）原辅材料来源 (21) 原辅材料及能源供应情况一览表 (21) 二、基本生产条件 (23) 第七章工程技术方案 (24) 一、工艺技术方案的选用原则 (24) 二、工艺技术方案 (25) （一）工艺技术来源及特点 (25) （二）技术保障措施 (25) （三）产品生产工艺流程 (25) 年产20万吨镁铁铝尖晶石砖生产工艺流程示意简图 (25) 三、设备的选择 (26) （一）设备配臵原则 (26) （二）设备配臵方案 (27) 主要设备投资明细表 (28) 第八章环境保护 (28) 一、环境保护设计依据 (29) 二、污染物的来源 (30) （一）年产20万吨镁铁铝尖晶石砖项目建设期污染源 (30) （二）年产20万吨镁铁铝尖晶石砖项目运营期污染源 (30)
第36卷第11期 硅 酸 盐 通 报 Vol.36 No.11 2017年11月 BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY November ， 2017 烧结气氛对合成镁铁铝系复合尖晶石的影响 王彦惠1，陈树江1，孙 敏2（1.辽宁科技大学高温材料与镁资源工程学院，鞍山 114051；2.江苏永和耐火材料有限公司，常州 225200） 摘要：以电熔镁砂、活性氧化铝、氧化铁和石墨作为原料，按质量比24∶61∶10∶5进行配料，制得φ20mm ×10mm 的试样，在空气气氛、还原气氛（埋碳）、氮气气氛三种不同烧结气氛条件下，1550℃×3h 高温处理。采用XRD 、SEM 、EDS 等手段对烧后试样进行了表征。分析结果表明：在三种不同烧结条件下，都合成了铁含量不同的镁铁铝复合尖晶石；在还原气氛烧结条件下，试样中镁铁铝复合尖晶石相中铁是＋2价的，在空气气氛和N 2 气氛烧结条件下，试样中镁铁铝复合尖晶石相中铁是＋3价的；试样的晶面间距随铁固溶量的增加而增大；还原气氛烧结条件相比其他两种烧结气氛，晶粒尺寸大且合成率高。关键词： 烧结气氛；镁铁铝复合尖晶石；物相组成；显微结构中图分类号：TQ175.1 文献标识码：A 文章编号：1001-1625（2017）11-3755-04Effect of Sintering Atmosphere on Synthesis of Magnesia-Iron-Aluminum Composite Spinel WANG Yan-hui 1，CHEN Shu-jiang 1， SUN Min 2（ 1.College of High Temperature Materials and Magnesium Resource Engineering ，University of Science and Technology Liaoning ，Anshan 114051，China ； 2.Jiangsu Yonghe Refractories Co.，Ltd.，Changzhou 225200，China ） Abstract ：Using fused magnesia ，activated alumina ，iron oxide and graphite as raw materials ， ingredients according to mass ratio of 24∶61∶10∶5，specimens of φ20mm ×10mm were prepared ，which were treated at a high temperature of 1550℃for 3h under three different sintering atmospheres ，such as air atmosphere ，reducing atmosphere （buried carbon ）and nitrogen atmosphere.The samples were characterized by XRD ，SEM ，EDS and so on.The results show that under three different sintering conditions ，magnesia-iron-aluminum composite spinel with different iron contents are synthesized.Under the condition of reducing atmosphere sintering ，the iron in the magnesia-iron-aluminum composite spinel phase is ＋2valence ，at the condition of air atmosphere and nitrogen atmosphere sintering ，the iron in the magnesia-iron-aluminum composite spinel phase is ＋3valence.The distance between the crystal faces of the sample increases with the iron solubility https://www.doczj.com/doc/562781747.html,pared with the other two sintering atmospheres ，the sintering condition of the reduction atmosphere has large grain size and high synthesis rate. Key words ：sintering atmosphere ；magnesia-iron-aluminum composite spinel ；phase composition ；microstructure 作者简介：王彦惠（1993-），女，硕士研究生.主要从事水泥回转窑烧成带用耐火材料的研究.通讯作者：陈树江，博士，教授.1 引 言近年来，为了解决水泥回转窑烧成带用镁铬砖导致的六价铬污染问题［1 ］，水泥回转窑烧成带用耐火材万方数据
天然原料合成镁铝尖晶石 摘要：本文重在概述以天然原料合成镁铝尖晶石的工艺路线、合成方法，合成镁铝尖晶石的天然原料一般采用以高铝矾土生料(或特级铝土矿>与轻烧氧化镁(或菱镁矿>粉，合成方法主要分为二步煅烧法，湿化学法，高能球磨法(HEM>，自蔓延高温合成法(SHS>等等。此外还介绍了添加剂、气氛、成型方法成型压力、原料活性对工艺的可能影响，从而从中找出合适的实验方案，得出一个合理的实验设计。 关键词：镁铝尖晶石天然原料工艺路线合成方法实验设计
目录 摘要1 引言1 第一章文献综述1 1.1镁铝尖晶石的定义1 1.2材料结构与基本性能1 1.3合成原料2 1.4 镁铝尖晶石的合成方法3 1.4.1二步煅烧法3 1.4.2湿化学法3 1.4.3高能球磨法(HEM>4 1.4.4自蔓延高温合成法(SHS>4 1.4.5固相法5 1.4.6 电熔法5 1.4.7凝胶固相反应法6 1.4.8均匀沉淀法6 1.4.9 共沉淀法7 1.4.10 超临界法7 1.4.11 冷冻一干燥醇盐法7 1.4.12 水热合成法8 1.4.13 蒸发分解法9 1.4.14 燃烧合成法9 1.5影响合成镁铝尖晶石原料烧结性的因素9 1.5.1添加剂9 1.5.2气氛10 1.5.3成型方法和成型压力10 1.5.4原料的活性10 1.6镁铝尖晶石材料的性能11 1.6.1 力学性能11 1.6.2热震稳定性11 1.6.3抗渣性11 1.7 本课题的目的、意义与主要内容12 1.7.1 目的和意义12
1.7.2 本课题的研究内容12第二章实验方案13 2.1 实验原料13 2.1.1原料组成13 2.1.2原料处理方法13 2.2实验仪器、设备13 2.3实验步骤13 2.4检测工程14 2.5数据参考指标14
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中国陶瓷２００８年第７期 图１醇盐水解制备尖晶石粉体的ＳＥＭ照片Ｆｉｇ．１ＡＳＥＭｐｈｏｔｏｏｆｓｐｉｎｅｌｐｏｗｄｅｒｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙ ａｌｋｏｘｉｄｅｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄ ¨柚■¨∞¨ＩＯ－ 知 图２醇盐水解制备尖晶石粉体的ＸＲＤ谱图Ｆｉｇ．２ＸＲＤｐａｔｔｅｒｎｓｏｆｓｐｉｎｅｌｐｏｗｄｅｒｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙ ａｌｋｏｘｉｄｅｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄ 有非晶态的ＡＩ（ＯＨ），、Ｍｇ。Ａ１，（ＯＨ）。?３Ｈ，Ｏ以及少量的碳酸盐和硝酸根离子，在干燥过程中容易形成团聚，所以，该体系制备的粉体烧结性较差，烧结体相对密度低于９５％。硫酸盐体系制备的前驱物含有Ｍｇ（ＯＨ），、ＡＩ（ＯＨ），、Ｍｇ；Ａ１。０１１．１５Ｈ，Ｏ，还有少量的碳酸盐和硫酸根离子，该体系制备的粉体烧结活性较好、体密度高。２．２共沉淀法 共沉淀法是在同一溶液中加入沉淀剂生成两种或两种以上的沉淀物，再经热处理来制备粉体的方法。马亚鲁【８】等人以ＡＩＣＩ，?６Ｈ，Ｏ、ＭｇＣＩ，?６Ｈ，Ｏ为原料，ＮＨ，?Ｈ，Ｏ作沉淀剂，按ｎ（ＭｇＯ）：ｎ（Ａｌ，Ｏ，）＝ｌ：１．５配制成浓度为０．５ｍｏｌ?Ｌ叫的混合盐溶液，在快速搅拌下缓慢滴入氨水，调节ｐＨ值至ｌｌ～１２，６５℃下反应３０ｍｉｎ便可得到白色絮状凝胶，经水洗、离心分离后于８５℃干燥，并在９００＂Ｃ下焙烧１ｈ，便得到ＭＡＳ粉体。该粉体成分均匀、晶粒尺寸４０ｒｉｍ，颗粒近似球形，无硬团聚，粉体的比表面积在１００ｍ２?ｇ。１以上。 沉淀法虽然是最简单、最方便的湿化学法，但其致命缺陷是很难制得高纯产物。有人报道制得高纯产物，但从其制备过程看，全部原料试剂和添加剂均为分析纯，最终产物的纯度连９９．９％也达不到；另外，湿化学法的普遍问题是粉体的团聚，为解决颗粒团聚加入的添加剂 ＿；｝＇４Ｉ中国陶瓷ＩＣＨＩＮＡＣＥＲＡＭＩＣＳＩ２００８（４４）第７期ｊ也会影响粉体的纯度。 ３溶胶凝胶法 ３．１溶胶凝胶法 溶胶凝胶法是将有机或无机化合物经过溶液、溶胶、凝胶、干燥，再经热处理而制备氧化物或其它化合物的方法，简称Ｓｏｌ—Ｇｅｌ法。王修慧【９】等按ｎ（Ｍｇ）：ｎ（Ａ１）＝ｌ：２、将镁、铝碎片加入正丁醇中，在ＡＩＣＩ，催化下反应生成正丁醇镁铝（Ｍｇ［ＡＩ（ＯＢｎ）。】，）ｌ然后在１３３３Ｐａ、３５４＂（２下减压蒸馏得到高纯度的正丁醇镁铝Ｉ再将醇盐水解、干燥得到干凝胶粉体，最后焙烧制得尖晶石粉体。经ＸＲＤ检测结果表明，在ｌ１００＂Ｃ下焙烧即可获得完好的尖晶石结构，且未见任何杂质相。由Ｂｒａｇｇ方程计算晶粒大小在１９～５４ｎｍ之间。经ＩＣＰ－ＭＳ检测表明粉体纯度为９９．９９５％。图１为１１００℃下焙烧制得的尖晶石粉体ＳＥＭ照片，其一次粒子在０．３～０．５ｕｍ左右，存在轻微团聚。图２为干凝胶粉体在不同温度下焙烧制得尖晶石粉体的ＸＲＤ谱图。该法之所以能够制得如此高纯度的产物，是因为制备过程中不加任何添加剂，避免了杂质的引入。 Ｖａｒｎｉｃｒｏｌｌｏ】等将Ｍｇ［ＡＩ（ＯＲ）。】，，加入聚乙烯二醇，通过水解聚合反应生成凝胶，超临界干燥后，于７００℃焙烧，可制备粒径为５～２０ｈｍ的单相尖晶石粉。该法制备温度低，尖晶石粉无团聚，且粒度分布窄，在１２００～１５００℃温度热压可制备透明体。ＰｏｍｍｉｅｒＣ【１１１等将Ｍｇ［ＡＩ（ＯＲ）。】，溶入二丁醇中，然后慢慢加入乙醇水溶液，控制水解形成凝胶，干燥后在１２００℃焙烧制得尖晶石粉，但存在团聚。ＬｅｐｋａｖａＪ【１２】等用Ｍｇ（ＮＯ，），－６Ｈ，Ｏ、ＡＩ（ＯＣ。Ｈ。），为原料采用Ｓｏｌ—Ｇｅｌ法制得尖晶石粉。以Ｔｉ（ＯＣ。Ｈ。）。，Ｂ（ＯＣＨ，），作添加剂，可降低尖晶石合成温度，所制粉体粒度均匀，分散性好。 ３．２聚合物网络凝胶法 聚合物网络凝胶法是利用高分子聚合机制，加入网络交联剂、引发剂，诱发聚合形成凝胶，然后再将凝胶干燥、焙烧得到粉体的方法。仝建峰【１３】等以Ｍｇ（ＮＯ，），和ＡＩ（ＮＯ，），为原料，加入丙烯酰胺，Ｎ，Ｎ７一亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵，在６０～１００℃下聚合后获得凝胶，经过干燥、高温焙烧获得ＭＡＳ粉体。由于聚合物网络的位阻作用，阻止了ＭｇＡｌ，Ｏ。颗粒的团聚，颗粒尺寸５０ｒｉｍ左右。该法的优点在于采用普通的无机盐为原料，通过简单的工艺即可获得颗粒尺寸细小，团聚较少的ＭｇＡＩ，Ｏ．粉体。 溶胶凝胶法有两种工艺路线：一是以金属醇盐为初始原料；二是以无机盐为初始原料。由于后者无法解决高纯度问题，要制备高性能尖晶石粉体，无论溶胶凝胶法在解决粒度问题上拥有多大的优势，此种工艺也无法满足其要求。而前者应该是比较有前途的。金属醇盐具有独特的性质一在减压条件下蒸馏提纯，可以达到９９．９９％ 以上的纯度。金属醇盐水解得到的胶体颗粒的粒度均在 万方数据
3.4.4 镁铁铝尖晶石材料的理化指标 以电熔镁砂、高纯烧结镁砂、氧化铝微粉以及合成出的Hercynite 尖晶石按照颗粒级配混合，在全自动液压机上成型，经1650℃以上的高温烧成后，进行理化指标检测，如表3。 表3 MgO-Hercynite材料的理化指标
※导热系数是在同等条件下进行对比测试。 ※※筒体温度为国内某水泥公司提供。 对水泥回转窑烧成带材料来讲，良好的挂窑皮性能和较低的导热率是非常关键的。 镁铁铝尖晶石砖中含有铁和铝的氧化物，很容易与水泥熟料反应形成C4AF（铁铝酸四钙）；而C4AF即为性能很好的窑皮结合相。 用于烧成带的耐火材料的导热率高，则导致该段带的筒体温度过高，回转窑窑体易于扭曲、变形，进而影响生产。为降低材料的导热率，通过控制复相尖晶石的结晶形态、成分以及合成中的反应气氛等，使基于该尖晶石的镁铁铝尖晶石砖的导热率却大幅度降低，这对于基于氧化镁的镁质材料来讲是非常难以做到的，这也是该材料最突出的优点。由表2可以看出，新研制的镁铁铝尖晶石砖的导热率仅为3.463 w/m.k（350℃），比国外同类产品（4.583 w/m.k）降低很大。经多家水泥厂家使用反馈和现场扫描，基于该镁铁铝尖晶石砖的回转窑的筒体温度降低明显、节能显著。 3.5在国内外回转窑上的应用 2009年8月在拉法基公司北京兴发水泥厂的回转窑烧成带上砌筑了新研制的镁铁铝尖晶石砖，平稳运行9个多月仍然很好，后因整体大修而被更换掉；从运行情况看，该砖挂窑皮性非常出色，筒体温度正常。 2009年10月鲁中水泥公司在5000吨/日（实际日产5800吨）
生产线上砌筑了镁铁铝尖晶石砖。截止到2010年12月10日已经稳定运行了14个月（整个使用过程中停窑7次），并于2010年11月10日测定筒体温度为250℃；根据工厂预计，还可继续应用4个月以上。与镁铁铝砖同砌在烧成带的镁铬砖已经更换了三次。镁铬砖在正常使用时的寿命在8-10个月，若停窑操作频繁，则寿命可能仅一两个月。图16、17为停窑时的镁铬砖和镁铁铝尖晶石砖的照片。从图中看出，停窑后的镁铬砖已经出现断砖，断口清晰、明显；而同种条件下的镁铁铝尖晶石砖，窑皮粘结仍然完好，说明镁铁铝尖晶石砖耐温度急变的性能是非常出色的，窑皮与砖之间的粘结也非常完好。由此也说明在温度变化频繁的条件下，镁铁铝尖晶石砖显示出远比镁铬砖出色的性能。 图16 停窑时的镁铬砖与镁铁铝尖晶石砖图17 镁铁铝尖晶石砖的挂窑皮状况 同时用于烧成带的还有中材湘潭水泥公司5000吨/日、冀东集团3000吨/日、山水集团2500吨/日、内蒙古蒙西水泥公司5000吨/日、内蒙古星光集团华月水泥公司5000吨/日、新疆天山2000吨/日、亚
摘要 摘要 本文主要综述了镁铝尖晶石透明陶瓷制备的研究进展；分别介绍了镁铝尖晶石透明陶瓷的抗钢包渣侵蚀性能研究和透光性能研究，同时介绍了不同的镁铝尖晶石的制备，还有镁铝尖晶石在各领域的应用，并对其发展前景做了展望。 关键词：镁铝尖晶石；透明陶瓷；镁铝尖晶石性能；镁铝尖晶石制备 MgAl2O4 transparent ceramic preparation and Properties Research Abstract This paper reviewed the research progress in MgAl2O4transparent ceramic preparation; then introduces the research study and transmittance properties of ladle slag resistance of mg Al spinel transparent ceramics erosion, also introduces the different preparation of magnesia alumina spinel, spinel and application in various fields, and has made the forecast to its development prospects. Keywords: Magnesia alumina spinel; Transparent ceramics; Magnesia alumina spinel properties; Preparation of magnesia alumina spinel
镁铬砖 创建时间：2008-08-02 镁铬砖(magnesite chrome brick) 以方镁石和镁铬尖晶石为主晶相的碱性耐火制品。可在氧化气氛中1600～1800℃烧成，也可用水玻璃或镁盐溶液等化学结合剂制成不烧砖。镁铬砖和铬镁砖的差异在于配料中铬铁矿加入量不同而引起矿物相的不同。镁砂和铬铁矿的配比划分，无统一规定。西欧国家以MgO含量55％～80％为镁铬砖，MgO含量35 ％～55％为铬镁砖。俄罗斯则以制品中Cr 2O 3 ≥8％小于20％的为镁铬砖；Cr 2 O 3 >20 ％的为铬镁砖。烧成或不烧镁铬砖都可以在制品外包裹(或粘贴)铁皮制得铁皮镁铬砖。 简史19世纪后期至20世纪初，平炉广泛采用镁砖和铬砖砌筑。镁砖对温度变化敏感，高温下体积收缩大；铬砖荷重软化温度低，对温度变化也敏感，影响了这两种制品的进一步发展。20世纪30年代中期出现了镁砂铬铁矿烧结产品。英国切斯特斯(J．H．Chesters)、里斯(Rees)、莱纳姆(Lynam)等人就镁砂一铬铁矿性能和最佳配方进行了大量研究，认为镁铬混合物产品比单纯的镁质或铬质制品有更高的断裂温度，不出现烧成收缩，具有较高的荷重软化温度和抗张强度。化学性质呈碱性，可抵抗碱性平炉渣的侵蚀。 在不烧镁砖的基础上，1925年在英国出现了硅酸钠结合的镁铬砖。1934～1937年出现了用硫酸氢钠作结合剂的镁铬砖。1935年不烧镁铬砖和烧成镁铬砖的生产开始稳步发展，取代硅砖，用于平炉后墙、端墙、炉顶直至出现全碱性平炉。 镁铬砖的缺点是烧成过程中的异常膨胀，它使制品变脆，使用过程中工作面出现爆胀、剥片等现象。为克服这些缺点，从1935年起，就“爆胀”、温度急变引起的崩裂和熔剂迁移现象进行了大量的研究工作。 早期生产的镁铬砖，组成侧重于铬一镁，烧成过程中产生很大的膨胀，使制品气孔率增大，机械强度降低。里格比(Rig[)y)等人经过研究认为铬矿在还原气氛中加热不膨胀，已氧化的铬矿还原时却产生很大的膨胀。镁铬砖在烧成过程的早期，铬矿中的低价铁被氧化，后期又被还原，引起制品膨胀。含氧化铁高的铬矿尤甚。另外，铬矿的表面积越大，氧化趋势亦越大。 1930年至1950年问碱性耐火材料在间歇窑内烧成，升温速度很慢，最高烧成温度为1400℃左右。慢速烧成助长了导致烧成异常膨胀的氧化还原反应的循环，止火温度低，使避免膨胀的物理变化无法进行。为了降低烧成膨胀，提高制品的抗热震性，铬铁矿被限以颗粒形式加入，同时高铁铬铁矿的使用也受到限制。直至1950年逐步改用隧道窑烧成，烧成时间缩短，才消除了异常膨胀现象。 化学结合镁铬砖的生产关键是结合剂的选择。最早的有关文献出现于1905 年。将镁砂、铬铁矿和Cr 2O 3 等碱性物质与硅酸钠或氧化钙混合，可以制得一种