镁铬砖

　　镁铬砖以氧化镁(MgO)和三氧化二铬(Cr2O3)为主要成分，方镁石和尖晶石为主要矿物组分的耐火材料制品。这类砖耐火度高，高温强度大，抗碱性渣侵蚀性强，热稳定性优良，对酸性渣也有一定的适应性。制造镁铬砖的主要原料是烧结镁砂和铬铁矿。镁砂原料的纯度要尽可能高，铬铁矿化学成分的要求为：Cr2O3 30％～45％，CaO不大于1.0％～1.5％。制作镁铬砖的生产工艺与镁质砖大体相仿。为了消除砖在烧成过程中由于MgO和Cr2O3、Al2O3或铁的氧化物反应生成尖晶石时的膨胀而引起的松散效应，也可采用合成的共同烧结料制成镁铬砖。此外，还有不烧镁铬砖，例如，用无机镁盐溶液结合的不烧镁铬砖。不烧镁铬砖生产工艺简单，成本低，热稳定性也好，但高温强度远不及烧成砖。20世纪50年代末，发展出一种所谓“直接结合”镁铬砖。这种砖的特点是原料纯，烧成温度高，方镁石、尖晶石等高温相之间直接结合，硅酸盐等低熔相为孤岛状分布，因此，显著地提高了砖的高温强度和抗渣性。
　　用铬矿-镁砂共磨压坯煅烧后制作的细粉，与镁砂粗颗粒配合制砖的方法，是消除松散效应的有效措施。用这种方法制成的镁铬砖，同普通镁铬砖相比，砖的气孔率低，耐压强度、荷重软化温度和抗折强度均较高。用铬矿一菱镁矿粉压坯，经高温煅烧的合成镁铬砂制成的镁铬砖，抗渣性和高温强度均比其他镁铬砖好。
　　此外，还有用电孤炉熔融镁铬料直接浇铸而得的熔铸镁铬砖用电熔镁铬料按制砖工艺生产的熔粒再结合镁铬砖等。
　　镁铬砖主要用于冶金工业，如构筑平炉炉顶、电炉炉顶、炉外精炼炉以及各种有色金属冶炼炉。超高功率电炉炉壁的高温部位采用熔铸镁铬砖，炉外精炼炉高侵蚀区采用合成料制成的镁铬砖，有色金属闪速熔炼炉高侵蚀区采用熔铸镁铬砖、合成料制成的镁铬砖。此外，镁铬砖还用在水泥回转窑烧成带和玻璃窑的蓄热室等部位。
　　镁铬砖是含MgO 55％～80％、Cr2O3 8％～20％的碱性耐火砖制品，以方镁石、复合尖晶石及少量硅酸盐相所构成。复合尖晶石包括MgAl2 04、MgFe204、和FeAl204等尖晶石固溶体。
　　镁铬砖在20世纪60年代以后由于原料纯度和烧成温度的提高而得到迅速发展，目前镁铬砖按生产方法的不同可分为普通砖、直接结合砖、共同烧结砖、再结合砖和熔铸砖等。
　　(1)普通镁铬砖
    这是传统产品，以铬矿做粗颗粒，镁砂做细粉。或者是两种材料采用级配颗粒组成，烧成温度一般为1550～1600℃。这种砖的显微结构表现为铬矿颗粒和方镁石之间很少直接结合，多为硅酸盐(CMS)胶结或裂隙隔离；方镁石中脱溶相少，基质中很少直接结合，这种砖的力学性能差，抗渣蚀性能差。
　　(2)直接结合镁铬砖
    直接结合镁铬砖是在普通镁铬砖的基础上发展起来的，其生产特点主要有两点，一是采用较纯的原料，二是采用较高的烧成温度。所谓的直接结合是指砖中铬矿颗粒与方镁石之间有较多的直接接触，因为原料中Si02较少(控制在1％～2％以下)，硅酸盐生成量少，通过高温烧成手段使硅酸盐挤压到固相颗粒的角落里，从而提高固相的直接结合。
　　直接结合镁铬砖由于直接结合程度高，从而使砖具有较高的高温强度、抗渣性、抗侵蚀、耐冲刷、耐腐蚀及优良的热震稳定性和在1800℃下的体积稳定性。
　　(3)共同烧结的镁铬砖
    这种制品生产工艺的特点是将按一定配比的镁砂和铬矿细粉的混合料高温燃烧，实现生成二次尖晶石和镁砂-铬矿直接结合为目的的固相反应，制取共同烧结料，用此料制造烧成制品或化学结合制品。
　　共同烧结镁铬砖的直接结合和显微结构的均一性较直接结合砖更好，方镁石脱溶相和晶间二次尖晶石量更多，共同烧结镁铬砖具有一系列较直接结合砖更好的性能，尤以高温强度、耐温度急变性和抗渣性著称。
　　共同烧结砖还可以分为两个品种，一是全共同烧结砖，颗粒和细粉全系共同烧结料，无论是烧成或化学结合的其显微结构基本上是相似的；二是部分共同烧结砖，配料中有一部分，比如粗颗粒用共同烧结料，而细粉部分可用细铬矿和镁砂细粉按一定比例混合配人砖中，这样烧成的和化学结合的制品便在显微结构上有所差异。
　　(4)再结合镁铬砖
    以电熔法使镁铬混合粉料熔融，通过熔体析晶，形成显微结构相当均匀的、以镁铬尖晶石和方镁石混晶为主要相组成的原料，把这种电熔镁铬料粉碎成一定颗粒粒度，混合成型，经烧成以制备再结合砖，或直接用做化学结台砖。
　　再结合砖的显微结构特征是高度的直接结合和含有大量的尖晶石脱溶相。
　　含有大量脱溶相的基晶，从本质上改变了方镁石的物理化学性质，如降低热膨胀系数、提高抗热震性，改善对酸一碱性渣侵蚀的抵抗能力。再结合砖有同熔铸砖使用效果相似的性状，但有比熔铸砖更好的耐温度急变性和更均匀的显微结构。
　　再结合镁铬砖为气孔分布均匀地细粒基质，并具有微小裂纹，对温度急变的敏感性优于熔铸转。制品高温性能介于熔铸砖和直接结合砖之间。
　　(5)熔铸镁铬砖
    把镁砂和铬矿混合物置于电弧炉内完全熔融，然后将熔体注入耐火铸模内铸造成型。在凝固过程中生成稳定的方镁石和尖晶石晶相，同时形成细致的结晶组织，所以熔铸镁铬砖具有优异的高温强度和抗渣蚀性。
　　熔铸镁铬砖和电熔镁铬料一样，具有高度的直接结合和含有大量的尖晶石脱溶相，这种制品致密度高，熔渣不易渗透，故抗渣性能比直接结合砖更好，但抗热震性比以上两种制品差。