引入镁质废料对镁质浇注料性能的影响
镁质浇注料开裂的解决措施
镁质浇注料开裂的解决措施赵子龙陈勇罗先进吴晓宋世峰濮阳濮耐高温材料（集团）股份有限公司河南濮阳457100摘要从分析镁质浇注料开裂原因入手，选取MgO-SiO2体系作为解决问题的基本方案，通过调整镁质浇注料的配比和改进生产工艺等措施，较好的解决了制品开裂问题。
关键词镁质浇注料，镁砂水化，硅微粉，金属铝粉，镁质预制件1 引言镁质耐火材料属碱性耐火材料，具有耐火度高、荷重软化温度高等特点，且能够吸收熔融钢水和渣中Al2O3夹杂物，在其表面形成镁铝尖晶石，对碱性渣和铁渣都有很好的抗侵蚀性，同时也具有净化钢水的作用。
资料[1]表明，镁质耐火材料对钢液的污染明显低于高铝质耐火材料。
然而镁质浇注料的显著缺点就是所使用的镁砂易于水化，在生产过程中容易出现上涨、裂纹等现象，另外在快速烘烤过程中，容易产生很大的热应力而造成热震损伤，甚至发生爆裂现象，严重影响材料的高温使用性能，从而限制了镁质浇注料的大规模使用。
2 镁质浇注料体系的选取镁质浇注料在自然养护和干燥过程中，容易出现上涨、开裂等现象，这是由镁砂水化引起的。
镁砂水化就是镁砂中的MgO在常温下与H2O发生溶解析出反应，同时伴随很大的体积膨胀，促使镁质浇注料产生内应力，最终导致裂纹的产生。
采用高密度的大结晶镁砂、通过添加有机物包裹镁砂等方法，可以提高镁砂的抗水化性能，然而在实际应用中，由于受产品价格和工艺等因素的制约，具体操作起来往往比较困难。
根据工艺的实际情况，并参考李楠[2]等人对镁质浇注料的研究：常温下SiO2超微粉遇水后，其表面形成羟基，即Si-OH键，经自然养护和干燥后，脱水架桥形成了硅氧烷网络结构。
同时，由于其表面有大量未键合的O2-，而O2-很容易被吸附于MgO颗粒表面的Mg2＋离子上而形成镁氧硅链，从而减少了与Mg2＋结合的OH一基团，与形成H-O-Mg-O-H及氢氧硅链相比，水分子减少了。
每形成一个镁氧硅链即可减少一个水分子。
由于排出的水量减小，降低了镁质产品烘烤过程中开裂的可能性。
废镁铬砖在镁质喷补料中的应用研究
Ｍ ０ ６． ５ ａ ．５ ｉ ２１５ ，Ｆ ２ ３６ ８ ，Ｃ２ ３１． １ ｏ ｐｏｕｅｔｅｍ ｇｅｉ ａｅ ｇ ６ ７ ，Ｃ Ｏ １２ ，ＳＯ ． １ ｅＯ ． ２ ｒ ９ ６ ）ｔ ｒ ｃ ａ ｓ ｂｓｄ ０ ｄ ｈ ｎ ａ
Ｚ ａ ｇＪｎ ｙ Ｓ ｎ Ｊａｉ Ｚ ａ ａｈ ｎ ｈ ｎ ｉｇ ｕ ｕ ｉｌ ｎ ｈ ｎ Ｈｕ ｓ ｅ ｇ
（ ｎｖｒ ｔ ｏ ｃ ｎ ｅ＆ Ｔ ｃ ｎｌｇ ｅ ｉｇ Ｕ ｉｅ ｉ ｆ ｉ ｃ ｓｙ Ｓ ｅ ｅｈ ｏ ｙＢ ｉｎ ） ｏ ｊ Ｊ ｏ ｇ ｎ ＱｕＷｅ ｄｎ ｉ Ｃ ｎ ｊ ｉ ｎ ｏｇ ｎ ＇ ｉ （ｒｎ＆ ｓ ｅ ｒｓａｃ ｓｔｔ ｏ ａｓ ｅ） Ｉ ｏ ｔ ｌ ｅｅｒｈｉ ｔｕｅ ｆ ｏｔ １ ｅ ｎｉ Ｂ ｅ
宝钢 Ｒ Ｈ用 废镁铬 砖每年 有 ３０ 之 多 ，由 ００ｔ 于钢 厂 Ｒ 的废镁 铬砖质 量较 好 ，具有 循环 利用 Ｈ
炼炉 、钢包 、中 间包 等 热工 设 备 上 ，应 用 较 多 。
价值 ，并且废镁铬砖如果不经过处理就被排放到 环境中，三价铬离子转化为六价铬离子后 ，会对 环境造成极大的污染¨ “ ；还有，由于 目前 国内 炼钢工艺的要求和镁铬耐火材料的特性，每年都
ｇ ｎｉｇｍ ｔ ａ ．Ｔ ｅｒ ｕ ｓｓｏ ｓｔａ ５ ％ （ ｏ ｄｖｌｍ ） ｒｕｅ Ｈ ｍ ｇｅｉ ｃｒｍ ｒ ｋ ｕ ｎｎ ａｅ ｌ ｈ ｓｌ ｈｗ ｔ ０ ｉ ｒｓ ｅ ｔ ｈ ｓｌ ｏ ｅ ｅｓｄＲ ａ ｓ ｈｏ ｅｂｉ ｉ ｕ ｎ ａ ｃ
废镁铬砖在镁质浇注料中的应用
从图 4 可以看出 :两试样中均无残留的渣 ,渣全 部渗透到试样内部 ,试样内壁光滑 ,无侵蚀 。对试样 FM3做扫描电镜和能谱分析 ,结果如图 5所示 。图 5 显示 ,渣在含废镁铬料浇注料中的侵蚀行为以溶蚀为 主 ,渣沿着颗粒之间的缝隙和晶界向浇注料的内部进 行 扩散与渗透 。为了比 较渣在 试样 M 4与 试样 FM 3
2. 92 2. 91 2. 92
2. 95 2. 93 2. 96
2. 96 2. 93 2. 98
显气孔率 / %
110 ℃ 24 h 1000 ℃ 3 h 1500 ℃ 3 h
14 20 18 17 14 16 22 20 19 17 15 20 19 18 15
线变化率 / % 1500 ℃ 3 h - 0. 2 - 0. 4 - 0. 3 - 0. 3 - 0. 3
45. 99% , A l2 O3 0. 98% , M nO 3. 76% , SiO2 8. 56% , M gO 7. 67% , P2 O5 1. 82% , S 0. 047% ) ,加热升温至 1500 ℃保温 3 h,待试样冷却后取出 ,纵向剖开 ,其剖 面如图 4所示 。
中的侵蚀程度 ,分别在两试样的渣接触面进行 SEM 分析 ,结果如图 6和图 7所示 。又分别在试样 M4 和 FM3距渣接触面 40 mm 处进行 SEM 分析和相应的 EDAX分析 ,结果如图 8和图 9所示 。
图 2 电熔镁砂细粉悬浮液在不同 pH值的 ζ电位与不同分散 剂的关系
F ig. 2 ζ po te n tia l va lue s o f fu se d m a gne s ia su sp e n s io n vs d iffe re n t d isp e rsa n ts w ith d iffe re n t pH va lue s
镁质耐火材料
论文题目：镁质耐火材料学院：化学与化工学院专业：无机非金属材料工程122年级：2012级学号： 1208110476 学生姓名：李文雪指导教师：杨林镁质耐火材料以菱镁矿、海水镁砂和白云石等作为原料，以方镁石为主晶相、氧化镁含量在80%以上的耐火材料。
属于碱性耐火材料，即为镁质耐火材料。
以下文章就镁质耐火材料的熔点，抗热震性，耐火度，水化反应，制备，储存等所得心得。
随着工业的进步，镁质耐火材料需要适应这个情况而逐步改善其各种性能，文章就其抗腐蚀性，抗渣性等等的改善提出了一些改善的方法。
最终知道，添加一些添加剂，可以很大程度的改善镁质耐火材料的某些性能，所以在镁质耐火材料的生产过程中，我们可以考虑加入一定的添加剂。
1、陈肇友,李红霞.镁资源的综合利用及镁质耐火材料的发展[J]. 耐火材料,2005,01:6-15.本文介绍了镁资源综合利用的途径及镁质耐火材料在高温工业中的发展情况。
在镁质耐火材料的发展情况中，从应用理论系统地分析并介绍了镁质耐火材料在高温工业：炼钢、有色金属冶炼、水泥窑及垃圾焚烧熔融炉的应用情况及其发展，并介绍了MgO-CaO材料的抗侵蚀和水化问题，以及尖晶石材料与镁质不定形耐火材料的研究现状和发展趋势。
镁质耐火材料一般是由菱镁矿高温煅烧后的镁砂制做的烧成镁砖，由于热膨胀系数大，抗热震性差，易吸潮水化，以及熔渣易渗入砖内甚深，抗热剥落与结构剥落性不好，现在除在一些温度比较稳定的连续式生产的高温炉中仍部分使用外，随着钢铁冶炼、有色冶炼、水泥窑的发展，使用的镁质耐火材料多为镁质复合材料，如镁碳砖、镁钙碳砖、镁钙砖、镁钙锆砖、镁铝尖晶石砖、镁铬砖等。
在以后的发展中，我们要着重发展镁质耐火材料的抗侵蚀性能，还有抗震性，逐步改善镁质耐火材料各方面的性能，使镁质耐火材料发挥自身最大的优点同时使其他材料的性能提升。
2、乌志明,马培华. 镁、镁资源与镁质材料概述[J]. 盐湖研究,2007,04:65-72.本文从中国盐湖卤水镁资源的开发形势十分严峻说起。
MgO加入量对刚玉尖晶石浇注料性能的影响
和强度降低。
关键词 电熔镁砂 刚玉尖晶石浇注料 烧结 性能
中 图 分 类 号 ：ＴＱ１７４．７５
文 献 标 识 码 ：Ａ
刚玉尖晶石浇注料具有优异的高温强度和抗 侵 蚀 性 ，已 在 精 炼 钢 包 、电 炉 等 得 到 广 泛 应 用 。 目 前国内对 ＭｇＯ－Ａｌ２Ｏ３ 系 耐 火 材 料 的 研 究 主 要 集中在颗粒骨料 品 级 的 提 高、种 类 的 替 代 和 优 质 添 加 剂 的 复 合 使 用 等 ，产 品 质 量 虽 有 较 大 提 高 ，但 却引起了成本的提高。在基质中加入适量的价格 低廉的 ＭｇＯ 细粉，利用 ＭｇＯ 和 Ａｌ２Ｏ３ 在 高 温 下 生 成 尖 晶 石 ＭｇＡｌ２Ｏ３ （ＭｇＯ ＋ Ａｌ２Ｏ３ ＝ ＭｇＡｌ２Ｏ３），同时产生８％左右 的 体 积 膨 胀 可 以 降 低 材 料 的 气 孔 率 ，减 小 材 料 的 烧 成 收 缩 ，增 加 材 料 基 质 中 的 镁 铝 尖 晶 石 含 量 ，从 而 达 到 强 化 基 质 ，提 高 材 料 高 温 力 学 性 能 ，并 可 降 低 材 料 的 成 本 。
将配好的料倒 入 混 砂 机 中 进 行 混 料，加 入 适 量水搅拌 ３～４ｍｉｎ 后，测 定 浇 注 料 的 流 动 值，施 工性 能 见 表 ３。 将 泥 料 倒 入 １６０ｍｍ×４０ｍｍ× ４０ｍｍ的 三 联 模 中 振 动 成 形 ，自 然 氧 化２４ｈ后 脱
表 １ 原料
０．２
０．２
４号 ７０ ７ １１ ７ ５ ０．２
第 ３５ 卷
５号 ７０ ９ １１ ５ ５ ０．２
表ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 项目
加 水 量／％ 流 动 值／ｍｍ
１号 ４．３ ２３０
施工性能 ２号 ４．６ ２２５
硫酸镁对镁质浇注料性能的影响
空间网络结构∞Ｊ，加强材料的结合，提高了试样
１１０℃×２４
相填充气孔，结构致密度提高。上述原因理应使体
积密度呈增大趋势，但由于材料在１１００℃×３ ｈ处 理时，随着硫酸镁加入量的增加，由失去水和Ｓ０，气
ｈ处理后耐压强度。而这种三维空间网
络结构一直可持续到７００℃，即在小于７００℃时，牢 固的一Ｓｉ一０一Ｓｉ一结合的三维空间网络结构有助 材料强度逐渐提高。而１１００℃×３ ｈ处理后，一Ｓｉ
ｍｍ、３～ｌ ｍｍ、１—０ ｍｍ、＜０．０７４
连续颗粒：５～３
ｍｍ进行配比。保持二氧化硅微粉加入量３％，改变硫酸镁的加
入量：１％、２％、３％、４％、５％。在１１０℃×２４ ｈ、１１００℃×３ ｈ和１５５０℃×３ ｈ烧成。研究和测试了试样的物理性 能。结果表明：硫酸镁的合适加入量为３％～４％。 关键词 镁质浇注料硫酸镁镁砂二氧化硅微粉
１１００℃×３
ｈ，试样充分烧结，随着硫酸镁加入
量增加，耐压强度逐渐增大。硫酸镁分解生成的高
活性Ｍ９０与试样中的硅微粉反应生成镁橄榄石，进 人充分烧结阶段，试样结构致密度提高，气孔逐渐减
少，耐压强度逐渐增大。
ｈ时，硫酸镁的分解以及一ｓｉ—Ｏ—Ｓｉ一
键的消失，降低了材料内部的结合，同时由于热处理 温度较低，材料的不能充分烧结也影响了材料内部 的结合程度的提高；１５５０℃×３ ｈ，由于材料进入烧 结致密化阶段，硫酸镁加入量的增加对试样的烧结 非常有利，有助于耐压强度的提高。硫酸镁加入量 耐压强度的影响如图２所示。 由图２可以看出，随着硫酸镁加入量的增加，试 样在１１０℃×２４ ｈ处理后耐压强度逐渐减小。随之 结合剂七水硫酸镁加入量增加，试样在１１０℃×２４
镁质铝镁质复合型挡渣墙的研制
第３期严培忠，等：镁质一铝镁质复合型挡渣墙的研制２０１０年６月２．３两种材料相接部位的抗渣性研究从图１所示抗渣试验后坩埚试样的剖面可以看出，铝镁质和镁质浇注料按ｌ：１质量比所制混合料的抗渣性比铝镁质浇注料的差一些，但比镁质浇注料的好。
考虑到实际生产中铝镁质浇注料的密度要比镁质浇注料大一些，且其流动性也稍好一些，推测在实际相接部位存在铝镁质浇注料嵌入镁质浇注料中的趋势。
这相当于向镁质浇注料中加入了刚玉与氧化铝微粉，因此可提高镁质材料的抗热震性与抗碱性渣的渗透性，但其抗渣侵蚀性会降低。
然而，只要操作得当，严格控制两材质相接部位的实际面积，基本上还是以发挥镁质和铝镁质浇注料的各自优点为主。
图１抗渣试验后坩埚试样剖面的照片Ｆｉｇ．１Ｓｅｃｔｉｏｎｐｈｏｔｏｓｏｆｓｐｅｃｉｍｅｎｓａｆｔｅｒｓｌａｇ—ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｔｅｓｔ２．４复合成型工艺参数的确定复合振动成型时，两种浇注料的接合界面是不平整的，其形态大致可以分波浪形和单面倾斜形２类，将其界面的最高点与最低点之间的高度差称为界面波动幅度，其大小影响复合界面的位置。
水平复合成型（平振）是采用以挡板隔开的方式一次振动成型。
上下复合成型（立振）采用２次延时振动，第１次振动是在只有镁质浇注料时进行，第２次振动是在两浇注料接触之后进行的。
试验中发现，立振时第１次振动所用时间对复合挡渣墙的强度影响不大，但立振时第２次振动时间和平振时的振动时间对复合挡墙的强度和界面波动幅度都有一定影响：振动时间延长，墙体强度有保障，但界面波动幅度较大，影响复合型挡墙渣线部位的使用效果；振动时间短，界面波动幅度较小，但墙体强度可能无法保证。
立振时两种浇注料接触之后的第２次振动时间对试样抗折强度及界面波动幅度的影响见图２。
从图２中可以看出：随着振动时间的延长，试样强度会提高，振动３ｒａｉｎ时，强度达到最高值，继续振动，强度变化不大，且呈下降趋势；界面波动幅度随振动时间的延长总体上是增加的，但是振动时间小于３ｒａｉｎ时，对界面波动幅度的影响较小，超过３ｍｉｎ，对界面波动的影响迅速增大。
2-01(武科大 彭从华)镁砂加入量对水合氧化铝结合铝镁质浇注料性能的影响
镁砂细粉加入量对水合氧化铝结合铝镁质浇注料性能的影响彭从华1,2)梁永和1)游道铭2)曹志明1)1)武汉科技大学高温陶瓷与耐火材料湖北重点实验室武汉4300812)武钢耐火材料有限责任公司摘要研究了镁砂细粉加入量对水合氧化铝结合铝镁质浇注料常温物理性能、热震稳定性和抗渣性能的影响。
结果表明：加入适量的镁砂细粉,常温下浇注料的物理性能良好；高温下镁砂细粉与氧化铝反应形成镁铝尖晶石,能提高浇注料的热震稳定性和抗渣侵蚀性能。
本实验条件下，镁砂细粉的加入量以4%为适。
关键词镁砂细粉浇注料物理性能热震稳定性抗渣侵蚀性铝镁质浇注料因其具有良好的抗渣侵蚀和渗透的优点，被广泛地应用在钢包内衬上。
目前，铝镁浇注料多采用铝酸钙水泥作结合剂，但加入的水泥不可避免地会在浇注料中引入CaO，这对浇注料的抗渣性能不利[1]。
而以水合氧化铝（ρ-Al2O3）替代铝酸钙水泥结合剂的高纯铝镁质浇注料，其荷重软化温度和抗渣性能均提高[2]。
对以纯铝酸钙水泥为结合体系的铝镁质浇注料，镁砂细粉的加入量的研究已有不少的报道，而以水合氧化铝为结合体系的铝镁质浇注料，镁砂细粉的加入量研究不多。
本文主要研究了镁砂细粉加入量对水合氧化铝结合高纯铝镁质浇注料性能的影响。
1 实验1.1原料及配比试验采用电熔白刚玉、电熔镁砂细粉、α-Al2O3微粉、SiO2微粉、水合氧化铝微粉等原料，原料的化学成份见表1。
浇注料骨料的临界粒度为8 mm，由粒度为8～5 mm、5～3 mm、3～1 mm和≤1 mm 的4级电熔白刚玉组成；基质料由白刚玉粉（≤0.063 mm）、电熔镁砂粉（≤0.088 mm）、α-Al2O3微粉（d50=2.5 μm）、水合氧化铝和外加剂组成。
骨料与基质料的质量比为70∶30。
固定白刚玉骨料、SiO2微粉、水合氧化铝和α-Al2O3微粉的含量，分别采用加入不同量的镁砂细粉进行对比试验。
表1 原料的化学成份(w)项目AlO3MgO CaO SiO2Fe2O3Na2O2电熔白刚玉99.46 ——0.11 0.13 0.11电熔镁砂0.27 95.78 0.95 2.5 0.13 0.26α-Al2O3微粉99.7 ——0.02 0.01 0.27ρ- Al2O3微粉91.61 ——0.19 0.06 0.31SiO2微粉0.62 1.52 0.45 89.72 2.48 —1.2 试样的制备及性能的检测将不同的原料按配比混合后，加入适量的水（约4.5%），充分搅拌后振动成型为40 mm ×40 mm ×160 mm 的试样，室温下养护24 h 后脱模，分别经110 ℃ 24 h 、1100 ℃ 3 h 、1600 ℃ 3 h 处理，然后测试样的显气孔率、体积密度、耐压强度和抗折强度；浇注料的抗热震性以1600 ℃ 3 h 处理后试样经1100 ℃水冷1次后的抗折强度保持率表征。
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ｅ㈡Ｈ蔓煮基熟２０１３年９月
第４７卷增刊１引入镁质废料对镁质浇注料性能的影响
任艳婷陈昌平尚学军张文
濮阳濮耐高温材料（集团）股份有限公司河南濮阳４５７１００
摘要：为了促进废弃耐火材料的再生循环利用，降低工厂处理废料的成本，提高废料的利用率和使用性能，将工厂内生产过程中产生的镁质预制件废品破碎成颗粒后重新利用。
以＞１ｍｍ的颗粒料与＜１ｍｍ颗粒加粉料的质量比为５０：５０、硅微粉加入量为４％（甜）、加入复合添加剂（弱酸强碱钠盐＋单糖）制备了含镁质废料的镁质浇注料，其强度高，抗渣性好，可以满足钢厂使用要求。
关键词：镁质废料；配方优化；性能；抗渣性
耐火材料废料的处理，不但需要企业买地堆积或掩埋，增加生产成本，而且造成了可用资源的极大浪费和环境污染。
目前对耐火材料废料的再利用研究主要是将其作为辅助原料降级使用，以很小的比例掺入到耐火制品、水泥、陶瓷或玻璃等产品的生产中，而且是以降低产品质量为代价，因此对耐火材料废料经济有效的再利用是一个亟待解决的问题¨～。
近年来，由于连浇炉数的进一步提高和对洁净钢需求的增加，中间包用耐火材料逐渐向碱性方向发展。
中间包预制件（包括挡渣板、挡渣坝、护墙板等）也正由高铝质转向耐火度更高、抗冲刷性更强的镁质材料发展。
但由于镁质预制件生产过程中的废品率较高铝质的高，且随着原材料价格逐渐上涨及供应紧用成为科研工作者需要解决的问题１６Ｊ。
从对生产过程中产生的废品进行挑选，破碎，筛分，与标准中档镁砂颗粒做对比，研究适合镁质废料浇注料的最优颗粒级配，并通过调整结合剂和分散剂，降低该浇注料成型时的加水量，提高产品烘干后强度和煅烧后各项性能。
１试验
１．１试验原料
试验用原料有：镁质废料经过颚式破碎机破碎后产生的颗粒料，其粒度有１６～１０、１０～３、３～１、≤１ｍｍ，９５中档镁砂粉，ｓｉ０，微粉。
主要原料的化学组
张，因此如何将生产产生的镁质预制件废料重复再利成如表ｌ所示。
表ｌ主要原料的化学组成
１．２试验过程及性能检测
将破碎后的镁质废料使用拍击式标准振动筛机筛分（振动时间为５ｍｉｎ），粒度为１６～１０、１０～３、３～１、≤ｌｍｍ，将９５中档镁砂标准颗粒与破碎后的镁质废料颗粒进行对比，主要对比两种颗粒的粒度分布。
以镁质废料和中档镁砂为骨料，以９５中档镁砂粉、硅微粉和分散剂为基质，＞１ｍｍ颗粒料与＜１ｍｍ颗粒加粉料的质量比约为５０：５０、６０：４０和７０：３０，分析颗粒级配对浇注料性能的影响。
确定合适的颗粒级配后，调整硅微粉加入量（其质量分数分别为２％、３％、４％、５％和６％）和分散剂（弱酸强碱钠盐、有机酸和单糖），进一步降低引入镁质废料的浇注料的加水量，得到优化后含镁质废料的镁质浇注料。
将配制好的原料放入ＮＲＪ一４１１Ａ型水泥胶砂搅拌机中搅拌２ｍｉｎ，然后加入适量的水，继续搅拌５ｍｉｎ后，倒入４０ｍｍ×４０ｍｍ×１６０ｍｍ三联模具中制样，在振动台上振动１２０ｓ成型。
在２０～３０℃环境。
任艳婷女，１９８９年生，大专。
Ｅ—ｍａｉｌｒｅ“ｙａｎｔｉ“ｇ＠ｐｕｎ“ｃｏｍ
收稿日期．２０１３一０７一１２编辑：张子英
２７４州ＨｕｏｃＡ｜ＬＩＡｏ／耐火材料２０１３／增刊１ｈ竹ｐ：／／Ⅵｎ㈨ｆ．ｎｈｃＩ．ｃｏｍ．ｃｎ。