镁橄榄石耐火材料

1、镁橄榄石耐火材料,演讲人：张宁,6.3镁橄榄石耐火材料,6.3.1 镁橄榄石耐火材料的主要组成 6.3.2 镁橄榄石耐火材料的生产特点 6.3.3 镁橄榄石耐火材料性质与应用,6.3.1 镁橄榄石耐火材料的主要组成,镁橄榄石耐火材料是以镁橄榄石为主晶相的耐火材料。多用橄榄岩和纯橄榄岩等作为主要原料制成。其中经成型的制品称为镁橄榄石砖。,主要组成,以镁橄榄石2MgOSiO2（简写成M2S）作为主要组成耐火材料称为镁橄榄石质耐火材料。材料中的MgO含量37%62%，mMgO/mSiO2波动于0.952.00。 在镁橄榄石质耐火材料中除主要结晶相M2S外（含量65%75%），还有相当数量约15%的铁

2、酸镁及其他矿物。M2S的结晶颗粒很大并形成结构骨架。其他矿物不是以结合物形式存在，而是以包裹体的形式存在于镁橄榄石晶体的裂缝之中。因此，镁橄榄石质耐火材料的性质主要取决于镁橄榄石的性质。 纯净的镁橄榄石熔点为1890，是MgO-SiO2系统中唯一稳定的耐火相。,6.3.2 镁橄榄石耐火材料的生产特点,6.3.2.1 原料及性质 （1）橄榄岩 定义：以橄榄石为主要矿物组成的无水硅酸镁。 分子式：2(MgFe)OSiO2 不需煅烧直接使用 含FeO10时 不能用来做高耐火原料，因液相线急剧 成因：地壳深处或来自地幔的熔融岩浆受某些地质构造作用 的影响，侵入地壳中或上升到地表面凝结成岩浆型矿石。,原

3、料及性质,2）蛇纹岩 定义：以蛇纹石为主要矿物组成的硅酸镁。 分子式：3MgO2 SiO22H2O 成因：橄榄岩风化后 3(Mg 3FeSi2O8 )+6H2O+1/2O23H4Mg2Si2O4+Fe3O4 种类：叶、纤维、胶状。 硬度：34，d=2.5-2.6 3）钝橄榄岩 处于向蛇纹岩转变过程中的橄榄岩。比重2.8，硬度6.5。 4）滑石 以3MgO4SiO2H2O为主要矿物组成的岩石。,原料的加热物理化学变化,（1）橄榄岩 在氧化性气氛下，其中FeO+O2Fe2O3 ，颗粒膨胀破坏。 1100，高铁玻璃形成，M 2S进行强烈，结晶 （2）蛇纹岩 600700开始脱水，1300，M2S和M

4、S开始结晶。开始结晶 （3）钝橄榄岩 1500同M2S，1500后才开始烧结 （4）滑石 加热至1000下脱水，晶格破坏,由于方石英存在，滑石烧结性能差。 耐火度低（1500-1550）不能作为耐火材料 3）镁橄榄石质制品的生产原理 最有害杂质：CaO、Al 2O3 （1）镁砂加入的作用 保证原料中杂质CaO、Al2O3、Fe 2O3 M 2S、MF、MA、 CMS，向MgO侧靠。 镁砂应在10%-15%以上，甚至达20%-25%，细粉形式,4）镁橄榄石质制品的生产工艺要点,与镁砖生产类似 （1）原料 橄榄岩； 钝橄榄岩（MgO较高）； 蛇纹岩（FeO10）,（2）预烧 钝橄榄岩、蛇纹岩在14

5、501500煅烧成熟料 （3）粉料加工 临界颗粒32mm 细粉多，有利于充分转化。 （4）配料 加入镁砂（通过计算），以细粉（MgOM 2S73）形式 也可用轻烧MgO粉 结合剂：纸浆废液（d=1.161.20），卤水，木糖浆或糖浆。,（5）成型 3000KN压力机 （6）干燥 低温大风量 （7）烧成 杂质多，平装，1m高，氧化气氛，1550烧成,6.3.3镁橄榄石耐火材料性质与应用, 熔点高（1890） 没有同质异相转变 荷软高（16501700，甚至更高），甚至更高） 抗氧化铁渣能力强，但对抗CaO渣侵蚀能力差 热稳定性较镁砖好 热导率低于方镁石（约为方镁石的1/3-1/4）,镁橄榄石具有

6、很高的荷重软化温度，加镁砂的制品开始变形温度可达16501700，甚至更高。镁橄榄石制品抵抗熔融氧化铁作用的能力较强，但对CaO的抵抗作用较弱而抵抗粘土质及高铝质物料的能力更弱。其抗热震性较普通镁砖好，其缺点是气孔率高，在气氛变化条件下使用时结构易松散等。其质量指标一般波动如下： 耐火度/ 1 8301880 0.2MPa荷重变形开始温度 15801620 破裂温度/ 16501710 显气孔率% 2628 体积密度gcm-3 2. 352. 42 耐压强度/MPa 2.03.0 抗热震性次 514 重烧收缩（1700保温2h）% 0.81.4 镁橄榄石耐火材料主要应用于平炉蓄热室格子砖、铸锭

7、用砖、加热炉炉底以及在炼铜护中也有较好的使用效果。,三、国内外橄榄石的生产和应用状况,拥有橄榄石资源的有7个国家。近20年来其开发应用由1979年的10t/年左右发展到1100万t/年。 （1）作铸造用砂 铸造常用硅砂，但在生产高锰钢或较厚大铸钢件时，易产生严重夹砂。因此，要用价格贵得多的特种锆砂、铬铁矿砂、刚玉砂来代替。如用橄榄石砂不仅可生产出优质铸件，而且价格远比特种砂便宜。因而橄榄石砂的用量呈增长势头。美国铸钢用M2S砂一直稳定在4.5-5t/年，日本约3-4万t/年，原苏联用于铸造的M2S砂达150t/年。 （2）作为冶炼铸铁时的添加剂，可提高铁小质量、节省焦炭。欧洲每年的消耗量为15

8、0-180t. 作耐火材料及其制品，其用量相当大。,我国已开发利用的橄榄石资源有3处，由于品种不同，其用途多异。 （1）辽宁省营口大石桥的苦闪橄榄石，储量约3000t。主要用途是经燃烧后作耐火材料使用。 （2）河南与陕西省交界的商洛山区也产钙镁橄橄榄石，储量约5亿t.由于硬度低，原矿中CaO、Al2O3含量多,有易吸水自粉等特点，因而不适用作耐火材料。经水洗处理后可作复用性差的铸钢用砂，或当作高炉炼铁的添加剂用。 （3）湖北宜昌太平溪的纯镁橄榄石岩，已探明总储量约5亿t。由于原矿中M2S的矿物成分含量高、硬度高、影响耐火度的有害杂质含量极低，因而一种优质的合金钢造型砂材料和良好的耐火材料。也可当作高炉炼铁的添加剂。1995年出口韩国，被指定为“质量免检原料”。,最近应用进展：, 采用镁橄榄石取代镁砂，降低成本；采用镁橄榄石取代镁砂，降低成本； 利用镁橄榄石中F