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鎂鈣系耐火材料具備的6大特性

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鎂鈣系耐火材料具備的6大特性

發布日期:2021-02-17 作者: 點擊:



跟著我國不銹鋼、潔凈鋼等高質量鋼種產能的快速增長,以及國產鎂鈣耐火材料在AOD爐等精粹設備上的大范圍成功運用,我國鎂鈣耐火材料又進入了一個新的展開時期。鎂鈣耐火材料出產廠家數量不斷增加,原有鎂鈣耐火材料出產廠家的規劃不斷擴大,鎂鈣耐火材料的品種不斷豐富,新式鎂鈣耐火材料不斷研制成功,特別是鎂鈣質不定形耐火材料,例如鋼包噴補料,轉爐噴補料,RH爐噴補料,自流熱補料,中包涂改料,干式搗打料等,并很快投入規劃化出產運用。1、耐火度高,穩定性好
氧化鈣的熔點為2600℃,而氧化鎂的熔點更高,達到了2800℃,比許多常用的氧化物耐火材料的熔點都要高。2、凈化鋼水
鎂鈣系耐火材料凈化鋼水的原理首要是:鎂鈣磚中的游離CaO具有很低的氧分壓,在鋼水中的溶解度小,是一種可以有用避免鋼水再次氧化的氧化物;游離的CaO可以吸附鋼水中的[S]、[P]、[O]以及Al2O3、SiO2等非金屬夾雜物,使鋼水得到凈化,一起,爐渣與MgO-CaO反應生成高耐火度的C2S,可以大熔渣濕潤角和粘度,進一步改進鋼水脫硫作用。一起,反應構成的低熔物會上浮進入爐渣中,可以避免水口發生堵塞。日本學者在研討后指出,鍛煉不銹鋼時運用不燒鎂鈣磚作用較好。3、堿度高

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由于MgO-CaO系耐火材猜中的游離CaO會在精粹初期堿度低時優先與爐渣中的SiO2反應生成高耐火度(熔點2130℃)、高黏性的C2S,使熔渣濕潤角大,粘度前進,阻止了爐渣向耐火材料內部的進一步侵入,改進蛻變層變厚的不良情況。此外,鎂鈣磚抗高堿度渣(R>1.5)的才干優于抗低堿度渣,首要原因是高堿度渣粘度大,熔點高,含有較多高熔點礦藏相(如方鈣石CaO、2CaO·SiO2、3CaO·SiO2等),很難進入磚中。低堿度渣粘度小,熔點低,含有一些低熔點硅酸鹽相(如CaO·MgO·SiO2等),易侵入磚中。在煉鋼進程中可進行高堿度爐渣條件下的鍛煉操作,前進爐襯的壽數。
鎂鈣系耐火材料對高鐵渣也有較強的抵擋才干,原因是在運用進程中,渣中鐵離子會分散到磚中,不只不會下降鎂鈣耐火材料抗渣性,反而可以使耐火材料靠近渣帶一側,構成一種高溫固相的直接結合,起到屏蔽作用,阻礙鐵離子進一步分散。
在本身成分關于抗渣性的影響方面,黃波等人的研討標明,在鎂鈣材猜中跟著CaO含量的增加,其抗CaO-SiO2渣的才干增加,而抗CaO-Al2O3渣的才干下降。首要原因是CaO可以與SiO2在工作面生成很多高熔點的硅酸鈣(C3S),這些C3S包圍了氧化鎂,構成橋狀結構,這種高溫相可以阻止熔渣的腐蝕;而CaO-Al2O3渣會使工作面生成較多低熔點的鈣鎂橄欖石(CMS)和鈣鋁黃長石(C2AS)。一起,w(CaO)≥百分之50的高鈣MgO-CaO材料對酸性和堿性熔渣的抗渣性都比較強,而低鈣鎂鈣磚對堿性渣的抗腐蝕性較強,但對酸性渣的抵擋力較弱。4、耐剝落性
CaO具有的蠕變特性,高溫耐性好且彈性較低,因此,在鎂鈣系耐火材料的實踐運用中,應力陡峭性好,抗熱沖擊性和耐熱剝落性強。并且MgO-CaO結合比MgO-MgO結合的兩面角大,有利于前進抗爐渣性和抗爐渣腐蝕性。
5、資源豐富且成本低
我國有著非常豐富的白云石、石灰石儲量,并且分布廣泛,MgO-CaO耐火材料價格低廉,僅相當于MgO-C磚的1/3到1/2。從環境保護的角度講,也不含對環境有害的鉻。
6、CaO的易水化性
在現階段,鎂鈣系耐火材料面臨的大問題就是CaO的易水化問題。CaO和MgO具有相同的晶型結構——NaCl型晶體結構,它們的結構常數分別為4.8(CaO)、4.20(MgO),二者的離子配位數均為6,陰離子和陽離子都構成面心配位結構,即一個晶胞內含有四個分子。但Mg2+體積較小,被底包圍在O2-中,O2-之間是相互觸摸的;而Ca2+離子半徑比Mg2+大,化才干與O2-相比較弱,被O2-稍微推出晶格。
CaO水化反應方程式如下:
CaO(s)+H2O(g)→Ca(OH)2(s)
ΔG0=-109.35+0.14TkJ (1)
MgO(s)+H2O(g)→Mg(OH)2(s)
ΔG0=-80.88+0.15TkJ (2)
假如CaO的水化反應按其與液態水反應有:
CaO(s)+H2O(l)→Ca(OH)2(s)
ΔG0=-70.00+0.05TkJ (3)
從(1)、(2)兩式的比較中可以看出,相同溫度下,CaO比MgO更易水化,因此抉擇鎂鈣系耐火材料水化的首要是CaO。比較(1)、(3)式中ΔG0持平時的溫度(T)可得出,在T<120℃時,CaO在蒸汽中比在液態水中更簡單水化,而T>120℃之后,理論上液態水較水蒸氣更易使CaO水化,水化溫度延伸到1150℃,但由于水在高溫下蒸氣壓較大,顧華志等學者研討后認為首要是470℃前的水蒸氣了CaO水化。
水化動力學的研討標明,當CaO呈連續相分布時,其水化速率由化學反應速率控制,然后導致水化劇烈;而CaO呈彌散相分布時,其水化速率呈現出先由水化反應控制,再由分散速率控制的特性,二者交替進行,然后使得水化進程陡峭。因此CaO呈彌散相分布較其呈連續相分布的抗水化功能強。別的,少量的雜質能前進鎂鈣砂的抗水化功能,這首要是由于雜質能與CaO反應,在CaO晶粒表面生成耐水化的礦藏,如Ca3SiO5、Ca2Fe2O5等,這些礦藏對CaO也起到了防水化保護膜的作用。
與多晶MgO水化類似,CaO在水化時結構單元分裂,生成四個Ca(OH)2結構單元,其結構單元大小由CaO的4.80變成了Ca(OH)2的3.52,這四個結構單元所占的位置比CaO開端的單元大得多。CaO的這種水化作用不只放出很多的熱量,并且在方向上發生有害的體積膨脹,由核算得出CaO水化時體積增加百分之96.5,然后導致CaO耐火材料底粉化而成粉末。
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關鍵詞:高鐵高鈣砂,電爐搗打料,鎂鈣砂

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