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稀土氧化物在镁钙系耐火材料中的作用机理

编辑:耐火浇注料   时间:2020-12-13    浏览:   
     伴随着我国不锈钢和洁净钢生产的快速发展需求,镁钙系耐火材料因其良好的净化、抗腐蚀作用且成本低廉没有 污染其应用领域已经转移到炉外精炼炉和不同类型的钢包。镁钙质耐火材料被广泛应用在炉外精炼炉上(如AOD炉、V OD炉等),主要是由于其使用性能高、价格低廉且环保。合成镁钙系耐火材料的原料主要分为三类,分别为天然含氧 化镁、氧化钙矿物(菱镁矿石、方解石等);以及镁砂、白云石砂和镁钙砂。根据所使用原料和工艺的不同,镁钙耐火材 料的生产方法主要有二步煅烧工艺和电熔工艺两种。目前,国内大多都采用二步煅烧法来合成镁钙砂。虽然二步煅烧 法生产工艺复杂、成本高,但高铝砖由于该方法生产工艺成熟、产品质量稳定,目前耐火材料的合成大部分还是采用二步煅 烧合成,二步煅烧的过程是:试样经过轻烧、成型、再高温煅烧得到样品。



(镁钙系耐火材料)

     为了更进一步地发挥镁钙系耐火材料的优势,河南耐火砖满足冶金行业日益增长的发展需要,必须解决该材料中游离的氧化 钙和氧化镁遇水易生成氢氧化钙和氢氧化镁发生膨胀,从而使氧化镁和氧化钙砂粉化,进而导致该耐火材料出现水化的问题。目前,常被用作镁钙系耐火材料的防水化技术主要有表面处理、添加物、烧结法、密封包装等。

     稀土氧化物在镁钙系耐火材料中的作用机理

     稀土氧化物作为添加物被用于镁钙系耐火材料中,通过掺杂稀土氧化物来改进镁钙系耐火材料的烧结性、致密 性、显微结构、晶相组成、常温抗弯强度和断裂韧性等从而满足市场对镁钙系耐火材料的相关性能要求。向镁钙系耐 火材料中添加稀土氧化物的主要机理有以下三种。

     (1)添加剂作为熔剂可促进烧结 镁钙系耐火材料的烧结温度一般较高,在烧结过程中存在许多不利于致密化的因素。添加稀土氧化物可以解决这 一问题。由于稀土氧化物特有的性质,向耐火材料中添加稀土氧化物可以改变其内部结构,从而促进镁钙系耐火材料的烧结。

     (2)稀土氧化物可改善镁钙系耐火材料微观结构稀土氧化物的添加可以改善该耐火材料的内部显微结构。从而降 低晶界迁移速率,抑制晶粒生长,有利于致密结构的形成。

     (3)稀土氧化物的掺杂改性作用在制备耐火材料的过程中掺杂稀土氧化物后会导致样品的晶型转变,从而引起其 体积产生变化,这一变化可以大幅提高其抗弯曲程度和韧性。

     在耐火材料的制备过程加入添加剂来提高和优化材料的相关性能的研究一直受到人们的极大关注。在目前的研究中,主要针对镁钙砂原料难烧结,易水化的问题,添加剂主要有ZrO2、Fe2O3、Al2O3、稀土氧化物等。

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