镁质及镁基耐火砖的起源和发展

早在1868年，卡伦(Caron)就对镁质耐火砖的制造方法作了介绍，1880～1882年，奥地利则采用斯蒂尔(Styrian)菱镁矿制成了世界上第一块镁砖。从此以后，镁砖的应用便迅速增加。1900～1930年，镁砖已广泛应用于转炉、平炉、混铁炉和水泥窑上。20世纪30年代后期从海水、盐湖等人工提取MgO制造镁砖也开始实施了。那时，镁质耐火砖虽然解决了当时冶金的迫切问题，但由于它们对温度急变十分敏感，因而不能在突出的部位使用。否则易于产生剥落，导致过快损坏。此外，那时镁砖存在的另一个问题，是长时间在高温下收缩大，往往导致事故发生。

从20世纪60年代初开始，由于需要提高氧气转炉炉衬寿命(当时转炉炼钢已占较大比例)，研制镁砖的改良品种便成为一个迫切的课题。此外，由于冶炼条件的强化，操作温度达到1800～1900℃，认为只有镁质或者镁基耐火砖才能与之相适应。

虽然认为提高耐火砖抗侵蚀性的一个十分普遍的方法是降低耐火砖的气孔率，特别是显气孔率，以便阻止熔渣向耐火砖内部的气孔中渗透。正是基于这一点，所以耐火砖生产工艺过程历来总是将注意力放在谋取材料最大密度上。为了达到这一目标，可通过选用最理想的颗粒组成、提高成型压力和烧成温度(对于烧成耐火制品)最理想的颗粒组成、提高成型压力和烧成温度(对于烧成耐火制品)或通过优化颗粒分布(PSD)，正确选用结合系统以及超细粉的应用等(对于耐火浇注料)，以便能使材料获得更好的综合性能，从而达到限制熔渣向耐火砖内部的气孔中渗透和减少有害介质与耐火砖表面反应之目的。

然而，MgO质耐火砖是由镁砂颗粒构成的，因而存在较高的气孔率，即使选用最好级别的镁砂原料并按上述工艺进行生产，显气孔率也仍然在10%～20%之间。显然，在操作温度下，熔渣和有害气体都将渗诱讲人其内部的气孔中。何况.组成镁质耐火砖的主晶相，往往被硅酸盐相或铁铝酸盐(例如CMS、C3MS2或C2F、CA或C3A、C4AF)等所包覆着，由于它们都是低熔点物相，在高温条件下，它们往往成为熔渣入侵的通道，结果则加速了材料的蚀损。

由此可见，镁质耐火砖的改良，首先是尽可能使用纯净原料，但这与成本有关。因而其研究的重点是如何减少低熔点成分的有害程度。在AI2O3和Fe2O3的含量相当低的情况下，则应将高纯镁砂中的CaO/SiO2调整到3:1，因为MgO—CaO—C3S的分解熔融温度为1800℃，可减少低于此温度的液相含量。其次，假定有液相存在，为了减少其影响，就应当控制其分布状态。在这种情况下，就是使液相孤立存在，不润湿方镁石晶体。

现在，镁质耐火砖的技术水平已经达到了很高的程度，镁基复相碱性耐火砖也由过去的MgO质、Mso—CaO质、MgO—Cr2O3质和MgO—A12O3，质四大系列，发展到许多品种系列。

不过，在20世纪80年代后期，镁铬砖的使用开始下降。目前，除了一些特殊高温炉窑采用镁铬砖筑衬外，都不采用镁铬砖砖筑衬了。产生这种现象的直接原因是在生态学上有害的CrO3+形成于耐火砖的相界，在铬矿与碱、CaO、BaO和SiO2等氧化物接触时cr3+一cr6+的转变在空气中加快，它对人们的健康有害。因此，各国都主张限制甚至取消镁铬砖的生产和应用。

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