Introduzione
Mattoni di magnesio-cromo direttosono materiali refrattari che formano una fase di legame ceramica attraverso la reazione diretta dell'ossido di magnesio ad alta purezza (MGO) e dell'ossido di cromo (CR₂O₃), contenente impurità di punti a basso punto di fusione. Questi mattoni sono fabbricati con sabbia di magnesio sinterizzata ad alta purezza (con siO₂ <2%) e concentrato di cromo attraverso la sinterizzazione ad alta temperatura. Il grado di legame diretto nel prodotto aumenta quando il contenuto di SiO₂ diminuisce e la temperatura di fuoco aumenta.
A causa della loro elevata resistenza, resistenza alle alte temperature e resistenza all'erosione, i mattoni di magnesio-cromo diretto sono ampiamente utilizzati in ambienti estremi come le zone di fuoco dei forni di cemento e le zone ad alta temperatura dei forni di vetro. Nonostante il loro alto costo e i rischi ambientali associati al loro contenuto di cromo, rimangono il materiale di scelta in scenari ad alte prestazioni. Le applicazioni pratiche richiedono una valutazione nel contesto di condizioni del forno, budget e regolamenti ambientali, con una transizione graduale alle alternative senza cromo raccomandato.
Vantaggi
Resistenza ad alta temperatura:Mantiene l'alta resistenza (resistenza a compressione maggiore o uguale a 50 MPa) a 1600 gradi, adatto per ambienti estremi ad alta temperatura.
Resistenza agli shock termici:basso coefficiente di espansione termica (circa 1. 0 × 10- ⁶\/ gradi), può resistere a 10 ~ 15 volte di cicli caldi e freddi (1000 gradi → temperatura normale → 1000 gradi).
Resistenza all'erosione:
Resistente ai metalli alcali (K, NA):Cr₂o₃ reagisce con gli alcali per formare composti ad alto punto di fusione (ad es. K₂cro₄) per rallentare la penetrazione.
Resistenza all'erosione dello zolfo\/cloro:La resistenza a So₃ e Cl- è superiore ai normali mattoni di magnesio-cromo.
Resistenza all'abrasione:Struttura densa riduce l'usura di perforazione delle particelle.
Zinfon Refractory Technology Co., Ltd.
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Materie prime
Ossido di magnesio (MGO): contenuto maggiore o uguale all'80%, fornendo refrattarietà e resistenza all'erosione alcalina.
Ossido di cromo (CR₂O₃): contenuto del 15% ~ 30%, migliorare la resistenza ad alta temperatura, la resistenza alle shock termiche e la resistenza alla creep.
Agente di legame: nessun agente di legame argilloso tradizionale, si basa sul legame diretto di sinterizzazione tra particelle di sabbia di magnesio ad alta purezza.
Specifiche fisiche e chimiche
| Grado \/ Specifiche | Yxdmge -10 | Yxdmge -12 | Yxdmge -16 | Yxdmge -18 | Yxmge -20 | |
| Composizione chimica (%) | MgO % | 72 | 70 | 68 | 63 | 58 |
| SiO2 % | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 3 | |
| CR2O3 % | 10 | 12 | 16 | 18 | 20 | |
| Porosità apparente (%) | 18 | 18 | 18 | 18 | 18 | |
| Densità di massa (G\/cm3) | 3.05 | 3.1 | 3.1 | 3.15 | 3.18 | |
| Forza di schiacciamento freddo (MPA) | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | |
| Rifrattarezza sotto carico ºC @0. 2MPA | 1650 | 1650 | 1700 | 1700 | 1700 | |
| Resistenza agli shock termici 950 ° C (tempi) | 5 | 5 | 5 | 5 | 6 | |
Processo
1. Preparazione del materiale raw
Selezione delle materie prime:
Ossido di magnesio (MgO): utilizzare magnesia elettrofusa ad alta purezza (MGO maggiore o uguale al 98%, rapporto CaO\/SIO₂ maggiore o uguale a 2. 0), intervallo di dimensioni delle particelle 5 ~ 0. 088mm.
Ossido di cromo (cr₂o₃): utilizzare polvere di concentrato di cromite (cr₂o₃ maggiore o uguale a 5 0%, fe₂o₃ meno o uguale al 15%), finezza inferiore o uguale a 0,045 mm.
Additivi: piccole quantità di al₂o₃ (meno o uguali al 5%) o zro₂ (meno o uguali al 3%) vengono utilizzate per ottimizzare le prestazioni ad alta temperatura.
Pretrattamento:
La sabbia di magnesia deve essere separata magneticamente per rimuovere il ferro (contenuto di fe₂o₃ inferiore o uguale a 0. 5%) per evitare la formazione di una fase a basso punto di fusione ad alta temperatura.
La polvere di minerale cromata deve essere pre-filata (1200 gradi × 2 ore) per ridurre la materia volatile e migliorare la reattività.
2.Dosose e miscelazione
Classificazione delle particelle:
Particelle grossolane (5 ~ 3 mm): 30%~ 40%, per garantire il supporto dello scheletro.
Particelle medi (3 ~ 1 mm): 35%~ 45%, riempire i vuoti.
Polvere fine (inferiore o uguale a 0. 088mm): 20%~ 30%, promuovi la sinterizzazione densa.
Processo di miscelazione:
Miscelazione a secco: miscela secca Sand da magnesio, polvere di minerale cromata, additivi in proporzione nel mulino a miscelazione per 20 ~ 30 minuti.
Agente di legame a umido (opzionale): aggiungere una soluzione di fosfato del 2% ~ 5% (EG diidrogeno fosfato di diidrogeno) per migliorare la resistenza di legame iniziale.
3. Modanatura
Requisiti di pressione:
Adottare lo stampaggio delle macchine idrauliche ad alta pressione, una pressione maggiore o uguale a 200 MPa, per garantire la densità di billetta superiore o uguale a 2,8 g\/cm³.
Pressing multistrato: pressurizzare la billetta in mattoni di grandi dimensioni in più volte per evitare la delaminazione.
Controllo dello stampaggio:
Tolleranza della dimensione del mattone inferiore o uguale a ± 1 mm, errore di planarità superficiale inferiore o uguale a 0. 5mm.
Manutenzione naturale 24 ~ 48 ore dopo la demolding per prevenire il crack.
4.Drying e Sintering
Sistema di asciugatura:
Asciugare in asciugatrice a tunnel a 110 ~ 150 gradi per 12 ~ 24 ore, umidità residua di billetta inferiore o uguale all'1%.
Processo di sinterizzazione:
Profilo di temperatura: velocità di riscaldamento 10 ~ 15 gradi \/min, temperatura di sinterizzazione 1600 ~ 1700 gradi, tempo di mantenimento di 4 ~ 6 ore.
Reazione chiave: MgO e CR₂O₃ reagiscono direttamente per formare spinel di magnesio-cromo (Mgcr₂o₄), formando una fase di legame ceramica.
Atmosfera protettiva: azoto (N₂) o argon (AR) deve essere introdotto durante il periodo di riduzione per evitare l'ossidazione di Cr₂o₃ a Cro₃.
5. post-elaborazione e ispezione
Tranming di elaborazione:
Tagliare e lucidare la superficie del corpo in mattoni per garantire la piattaforma della superficie di installazione (errore inferiore o uguale a 0. 1mm).
Test delle prestazioni:
Resistenza a compressione: maggiore o uguale a 50 MPa (temperatura ambiente), maggiore o uguale a 30 MPa (1600 gradi).
Porosità apparente: meno o uguale al 20% (brick di cromo di magnesio ordinario maggiore o uguale al 25%).
Stabilità degli shock termici: maggiore o uguale a 15 volte (raffreddamento ad acqua di 1000 gradi).
Test di protezione ambientale: Cr⁶⁺Content inferiore o uguale a 0. 5%
Confronto tra mattoni di magnesio-cromo incollati diretti e processo di mattoni di magnesio-cromo incollati normali
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Passaggi di processo |
Mattoni di magnesio-cromo diretto |
Brick di magnesio-cromo incollati ordinari |
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Purezza delle materie prime |
Utilizzando magnesia elettrofusa ad alta purezza (MGO maggiore o uguale al 98%) e concentrato di cromite (CR₂O₃ maggiore o uguale al 50%) |
Utilizzando polvere di magnesio a fuoco chiaro (MGO maggiore o uguale all'85%) e polvere di minerale cromata di basso grado (Cr₂o₃ inferiore o uguale al 30%) |
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Granularità |
Fine Grading (5 ~ 0. 088mm) |
Classazione ruvida (5 ~ 1mm) |
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Agente vincolante |
Senza argilla, si basa sul legame diretto MGO-CR₂O₃ |
Aggiungi 5% ~ 10% argilla refrattaria (ad es. Caolin) |
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Formare pressione |
Modanatura ad alta pressione (maggiore o uguale a 200 MPa) |
Modanatura a bassa pressione (100 ~ 150 MPa) |
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Temperatura di sinterizzazione |
1600 ~ 1700 gradi, legame in ceramica ad alta temperatura |
1500 ~ 1600 gradi, sinterizzazione a bassa temperatura |
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Fase di legame |
Spinello Mgcr₂o₄ (senza impurità a basso punto di fusione) |
MgO-al₂o₃-siO₂ (con fase di vetro a basso punto di fusione) |
applicazione
I mattoni a magnesio-cromo incollati sono ampiamente utilizzati in forni ad arco elettrico, forni per flash convertitore di raffinazione di rame, RH, dispositivi di trattamento del vuoto DH, fornaci VOD di raffinazione del forno, forni AOD, forni a rotazione in cemento e così via.
(1) forno cemento
Cintura di fuoco: contatto diretto con clinker e fiamma ad alta temperatura, temperatura 1400 ~ 1600 gradi.
Vantaggio: forte resistenza all'erosione di clinker, aspettativa di vita fino a 2 volte quella dei normali mattoni di magnesio-cromo (circa 2 ~ 3 anni).
(2) Forno di fusione in vetro
Parete del viso anteriore della sezione di fusione: resistente al liquido di vetro ad alta temperatura (1500 ~ 1600 gradi) e all'erosione al vapore alcalino.
Vantaggio: migliore resistenza alla penetrazione del liquido di vetro rispetto ai normali mattoni di magnesio-cromo, riducendo il rischio di spalling.
(3) Forno di fusione di metallo non ferroso
Furna di raffinazione del mestolo: resistente al flagamento in acciaio e all'erosione alcali di scorie.
Vantaggio: alta resistenza ad alta temperatura, eccellente resistenza allo shock termico
Confronto con i normali mattoni di magnesio-cromo
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Indicatori di prestazione |
Mattoni di magnesio-cromo diretto |
Brick di magnesio-cromo incollato ordinario |
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Resistenza al fuoco |
Maggiore o uguale a 1750 gradi |
Maggiore o uguale a 1700 gradi |
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Resistenza ad alta temperatura |
Resistenza a compressione maggiore o uguale a 50 MPa (1600 gradi) |
Resistenza a compressione inferiore o uguale a 30 MPA (1600 gradi) |
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Resistenza agli shock termici |
Eccellente (raffreddamento ad acqua maggiore o uguale a 15 volte) |
Generale (raffreddamento ad acqua inferiore o uguale a 8 volte) |
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Resistenza all'erosione |
Forte (alcali\/zolfo\/cloro resistente) |
Medio (solo migliore resistenza alcali) |
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Costo |
High (circa 2-3 tempi dei ordinari mattoni di magnesio-cromo) |
Basso |
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Cordialità ambientale |
Contenente cromo (bisogno di trattare rigorosamente i mattoni di scarto) |
Contenente cromo (lo stesso rischio ambientale) |
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