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第一讲镁质耐火材料的基本概念及选矿技术路线一、镁质耐火材料定义及常识以菱镁矿、海水镁砂和白云石等作原料，以方镁石为主晶相，MgO含量在80%以上的耐火材料。
属于碱性耐火材料。
镁质耐火材料的耐火度高，对碱性渣和铁渣有很好的抵抗性，是一种重要的高级耐火材料。
镁质耐火材料主要用于平炉、电炉、氧化转炉、水泥窑、有色金属冶炼炉和碱性耐火材料的煅烧窑等。
在我国菱镁矿主要产在辽宁南部，大石桥与海城一带，因此这一带的相关企业比较多。
方镁石熔点为2800℃。
我国制造镁砖的主要原料是烧结镁砂，对其要求化学成分和烧结程度。
一般以密度衡量烧结程度，也可用重烧收缩、水化性能、镁砂的外观颜色来衡量。
随着近年来镁砂品质的下降，97高纯的密度要求下降，要求值大于3.22g/cm3。
纯菱镁矿煅烧后为白色，由于铁氧化物的影响，染成褐色、棕褐色，SiO2含量高者趋近于白色，Fe2O3含量高者趋近于深褐色，含CaO高的趋近于黑色。
二、MgO材料中各种杂质元素对耐火材料的影响。
表5—5 与方镁石处于平衡的13个矿物的熔点矿物MF CMS MA M2S C3MS2C2S C4AF CA C5A3C3A C3S CaO C2F熔点℃1750不一致1498不一致2130 1890 1575 2130 1415 1600 14851545不一致1900分解2570 1435C/S分子量比0 0—1 1 1—1.5 1.5 1.5—2 2 2—3 3C/S质量量比0 0---0.93 0.93 0.93---1.4 1.4 1.4---1.87 1.87 1.87—2.8 2.8相组合MgOM2SMgOM2SCMSMgOCMSMgOCMSC3MS2MgOC3MS2MgOC3MS2C2SMgOC2SMgOC2SC3SMgOC3S固化温度1860 1502 1490 1490 1575 1575 1790 1790 1850备注：CA 铝酸钙C3MS2镁蔷薇辉石M2S 镁橄榄石C2S 硅酸二钙CMS 钙镁橄榄石C3S 硅酸三钙C4AF 铁铝酸四钙C5A3 三铝酸五钙MK 镁铬尖晶石MA 镁铝尖晶石MF 镁铁尖晶石结论：1、高MgO时（MgO>96%）CaO/SiO2≥2(分子量比),除MgO物相外只有C2S高温相存在，如CaO/SiO2<.1.87(质量比)时，有低温相CMS存在，高温性能下降，CaO不是有害杂质，其次为Fe2O3与Al2O3。
高性能钢包耐火材料用镁铝尖晶石Raymond P.RacherAlmatis Inc.501West Park RoadLeetsdale,PA15056,USARobert W.McConnellAlmatis Inc4701Alcoa RoadBauxite,AR72011USAAndreas BuhrAlmatis GmbH,Olof-Palme-Str.37,D-60439Frankfurt/MainGermany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Cr2O3≥8％小于20％的为镁铬砖；Cr2O3>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。
水泥窑烧成带用后耐火砖成分及物相的研究应用分析摘要：对云南省及其周边地区水泥窑烧成带用后耐火砖进行化学成分、物相分析表征。
结果表明云南省及其周边地区水泥窑烧成带使用的耐火砖主要分为镁铝尖晶石砖、镁铁铝尖晶石砖、镁铬砖三大类。
这三大类使用后的耐火砖的主要成分氧化镁，物相主要为方镁石。
利用其代替镁砂作为主要原料生产的中间包干式料性能指标满足使用要求。
关键词：水泥窑烧成带，镁铬砖，镁铝尖晶石砖，镁铁铝尖晶石砖，中间包干式料随着新型干法水泥工艺的推广和普及，我国水泥工业迅猛增长。
目前，可供新型干法水泥工艺选择的用于水泥窑烧成带的材料有镁白云石砖、改性镁铝尖晶石砖、镁锆砖及镁铬砖等，而镁铬砖又是适应性最好，性价比最高的材料[1]。
然而镁铬砖中的三价铬在水泥生产过程中会转化成对人体和环境有害的六价铬[2]。
随着环保要求的逐步提高，镁铝尖晶石砖（MgO-MgO·Al2O3）、在镁铝尖晶石砖中加入Fe2O3形成的镁铁铝尖晶石砖因其具有优良的抗热震稳定性、挂窑皮性、结构韧性及抗碱侵蚀性，逐步替代了镁铬砖在水泥窑烧成带的使用。
在水泥窑上广泛使用造成了大量废弃耐火材料。
为响应国家节能减排政策，保护自然环境；降本增效，提高企业效益；利用X射线荧光光谱仪和X射线衍射仪对云南省及其周边地区水泥窑烧成带使用后的耐火砖进行化学成分和物相组成分析，通过对比结果对云南省及其周边地区水泥窑烧成带使用的耐火砖进行分类，根据各个种类的耐火砖成分和物相特性，提出其在废旧耐材回收利用的一种使用方向建议。
1 试验本实验试样选取云南省内及周边地区水泥窑烧成带使用后的耐火砖总共6个样，编号为1#、2#、3#、4#、5#、6#，经颚式破碎机和粉末制样机制取粒径为300nm的粉末样品。
采用德国布鲁斯S8 TIGER X射线荧光光谱仪、熔铸玻璃片法检测试样的化学成分；采用荷兰帕纳科Empyrean X射线衍射仪测定试样的物相组成，测试条件为：扫描范围10°≤2θ≤90°，CuKα，电压40kV，电流40mA。
镁铝尖晶石的用途
镁铝尖晶石是一种常见的矿物，其主要成分是氧化镁和氧化铝。
由于其特殊的物理和化学性质，镁铝尖晶石被广泛应用于不同领域。
1. 高温材料：由于镁铝尖晶石的高熔点和耐高温性，它被广泛应用于航空航天、核能和化学工业等领域的高温材料制造中，如发动机涡轮叶片、炉窑内衬等。
2. 电子工业：镁铝尖晶石在电子工业中也有广泛应用，例如可用于制造电子管封装、电容器等。
3. 热障涂层：在航空航天领域，镁铝尖晶石被广泛应用于热障涂层中，以保护飞行器在高温环境下的表面。
4. 耐火材料：镁铝尖晶石的优异的耐火性能，使其成为制造耐火陶瓷、砂轮磨料、炉窑衬板等耐火材料的重要原料。
5. 其他应用：此外，镁铝尖晶石还被用于制造铸件、水泥、玻璃、涂料等领域。
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镁铬砖和镁铝砖都是耐火材料，它们在成分、主要矿物组分、性能和使用环境等方面存在一些差异。
1. 成分：镁铬砖主要由氧化镁(MgO)和三氧化二铬(Cr2O3)组成，而镁铝砖主要由镁砂和工业氧化铅或矾土组成。
2. 主要矿物组分：镁铬砖的主要矿物组分是方镁石和尖晶石，而镁铝砖的主要矿物组分可能是氧化镁和氧化铝，但具体的矿物组分可能因制造工艺和原料的不同而有所不同。
3. 性能：镁铬砖具有高耐火度、高温强度大、抗碱性渣侵蚀性强、热稳定性优良以及对酸性渣有一定的适应性。
镁铝砖则具有更高的耐火度，优良的耐急冷急热性能，并能耐碱性炉渣的侵蚀。
4. 使用环境：镁铬砖适用于砌筑炼钢碱性平炉和电炉的炉顶等，而镁铝砖通常用于更高级别的耐火材料应用中，例如高炉、转炉等。
总的来说，镁铬砖和镁铝砖都是重要的耐火材料，但它们在成分、性能和使用环境上有所差异，需要根据具体的应用场景选择合适的耐火材料。
