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鎂質(zhì)搗打料
不定形耐火材料是一種不經(jīng)燒成即可直接使用的耐火材料，具有快速施工、簡化工藝、節(jié)能、整體性好、易于更換等優(yōu)點(diǎn)，在冶金領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。其中，搗打料是一種用搗打(人工或機(jī)械)方式施工，由比例很高的粒狀料和比例很低的結(jié)合劑及其它組分配制而成、并在高于常溫的加熱作用下硬化的不定形耐火材料。在電爐爐頂和富氧側(cè)吹爐煙氣出口銅水套使用鎂質(zhì)搗打料，不僅滿足了工藝需求，同時(shí)降低了生產(chǎn)成本。
1、鎂質(zhì)搗打料使用前的干燥和養(yǎng)護(hù)
不定形耐火材料在使用前的干燥過程中，表面水分首先受熱蒸發(fā)，熱量由表面向內(nèi)部傳導(dǎo)，使相鄰部位的溫度逐漸升高。由于表面水分蒸發(fā)，耐火材料內(nèi)部的水分(蒸汽)逐漸向表面擴(kuò)散補(bǔ)充。若供熱量過大、升溫過快，則單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的蒸汽量過多，由于不定形耐火材料透氣性較差，內(nèi)部水分(蒸汽)向外擴(kuò)散受阻。同時(shí)，由于水分汽化，體積急劇增大，耐火材料內(nèi)部將產(chǎn)生很大張力，如果該張力超過耐火材料的抗壓強(qiáng)度，就會(huì)導(dǎo)致耐火材料脹裂;兩者相差懸殊時(shí)則會(huì)剝落或炸裂。所以，常規(guī)的升溫干燥要求較高，而且不能保證耐火材料的使用性能。使用的鎂質(zhì)搗打料在常溫下自然干燥即可，避免了高溫對耐火材料的損傷，有效保證了耐火材料的使用性能。
2、鎂質(zhì)搗打料高溫使用原理
使用的鎂質(zhì)搗打料由鎂砂(骨料)和鎂粉(粉料)按一定比例、通過一定密度的某種結(jié)合劑調(diào)制而成，主要成分為MgO，其熱性能如下：熔點(diǎn)2825℃，熱導(dǎo)率45W/(m·K)，熱膨脹系數(shù)14×10-6·℃，1500K時(shí)熱容量53.6J/mol，抗熱震性很好。
在高溫使用條件下，MgO抗高溫性能良好。同時(shí)，該鎂質(zhì)搗打料中含有少量CaO和Fe2O3。在生產(chǎn)條件下，搗打料中的CaO和Fe2O3反應(yīng)生成鐵酸二鈣(C2F)，反應(yīng)式為：
2CaO+Fe2O3=2CaO-Fe2O3 (1)
(1)鐵酸二鈣的熔點(diǎn)為1449℃，但在有鐵液(高價(jià)鐵在高溫下分解產(chǎn)生)存在的條件下，出現(xiàn)液相的溫度大約只有1100℃。而鎂質(zhì)搗打料中通常含有少量的SiO2和Al2O3，出現(xiàn)液相的溫度比1100℃還要低一些。在生產(chǎn)條件下(如電爐作業(yè))，搗打料從1100℃開始局部出現(xiàn)液相，材料開始燒結(jié)，隨著爐溫的升高，液量逐漸增加，材料工作面不斷燒結(jié)固化，形成致密的燒結(jié)層。
(2)液相中的C2F，在高溫條件下，經(jīng)過相變形成高熔點(diǎn)新相，提高了材料高溫下的穩(wěn)定性。
(3)鎂質(zhì)搗打料中的主要成分MgO，在高溫加熱的條件下轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的立方晶體(方鎂石)，從CaO-FeO-MgO相圖可知，C2F分解后形成的FeO液與大量方鎂石接觸時(shí)，F(xiàn)eO會(huì)逐漸被方鎂石吸收形成固溶體[(Mg·Fe)O鎂富氏體]，隨著均勻化的進(jìn)行，熔點(diǎn)逐漸升高。而CaO則與材料內(nèi)SiO2或熔渣中的SiO2反應(yīng)，生成熔點(diǎn)比較高的C2S、C3S等硅酸鹽相，提高了材料在高溫下的穩(wěn)定性和耐侵蝕、抗沖刷能力。
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