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奥镁集团巴西公司的Gustavo Nogueira等在UNITECR 2025会议上发表的论文介绍了该公司开发的新型高纯死烧镁砂,编译如下:
由于具有高化学纯度、优异的热稳定性、抗碱性炉渣侵蚀性以及在碱性侵蚀环境的适用性,死烧镁砂(DBM)是高温工业应用中最重要的耐火原料之一,特别是在钢铁、水泥和有色金属工业中。
死烧镁砂通常由菱镁矿等在1 500~2 000 ℃范围内烧结制备。经热处理后,碳酸盐分解,形成高体积密度和低气孔率的致密方镁石(MgO)晶体。其烧结过程消除了残余孔隙,促进晶粒生长,有助于提高机械强度、体积稳定性和在苛刻操作条件下的抗侵蚀性。与电熔镁砂(熔融温度2 800 ℃制备)相比,烧结镁砂的体积密度较低,并存在一些残余孔隙。然而,这种孔隙率赋予死烧镁砂优异的抗热震性,这对于温度波动频繁的应用环境是有利的,如水泥回转窑、中间包和某些钢包内衬。
氧化镁的烧结行为受到多种因素的影响,包括原料的纯度、粒度分布、煅烧参数和液相生成量等,必须严格控制SiO2和CaO等杂质含量。奥镁集团巴西公司的技术人员以菱镁矿为原料,通过优化煅烧和烧结工艺开发出一种新型的高纯度死烧镁砂,其MgO含量超过99%。采用不同煅烧工艺(静态炉、闪速煅烧炉、回转窑和炉膛炉)生产的轻烧镁砂(CCM)原料,进一步烧结制备死烧镁砂(DBM),其性能对比表见1。可以看出,以炉膛炉轻烧镁砂为原料制备死烧镁砂的体积密度最大,约3.50 g·cm-3,晶粒尺寸也最大,约205 μm,外观如图1所示。
表1 不同轻烧镁砂原料及其制备死烧镁砂性能
|
性能 |
静态炉
CCM |
闪速煅烧炉
CCM |
回转窑
CCM |
炉膛炉
CCM |
|
烧失/% |
0.9 |
4.9 |
2.4 |
1.0 |
|
比表面积
/(m2·g-1) |
20.5 |
59.8 |
51.6 |
18.0 |
|
DBM体积密度/(g·cm-3) |
3.25 |
3.31 |
3.47 |
3.50 |
|
DBM晶粒尺寸/μm |
87 |
107 |
174 |
205 |
将新开发的高纯死烧镁砂用于MgO-尖晶石砖可以显著改善其性能(见表2)。与传统死烧镁砂制备的MgO-C砖相比,采用新开发的高纯死烧镁砂制备的MgO-C砖的抗侵蚀性得到改善,取得了较好的经济效益。
表2 MgO-尖晶石砖的性能对比
|
性能 |
标准砖 |
含新型镁砂的砖 |
|
烧后体积密度
/(g·cm-3) |
3.02 |
3.13 |
|
常温耐压强度/MPa |
95 |
115 |
|
高温抗折强度
(1485℃×3h)/MPa |
1.2 |
2.7 |
|
弹性模量/GPa |
34 |
41 |
|
透气度/cD |
9.2 |
7.6 |
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