[科普中国]-镁铝砖

简述

镁铝砖以方镁石为主晶相，以镁铝尖晶石为基质，以抗热震性优于镁砖而见长。为改善镁砖的抗热震性，在配料中引入氧化铝或铝矾土熟料细粉，形成镁铝尖晶石基质，从而制成镁铝砖。镁铝砖的特点是抗热震性好，荷重软化温度高，荷重软化温度在1580℃以上，耐玻璃侵蚀性好。随着含量的增加，砖的显气孔率提高。但当含量小于10%时，砖仍较致密，显气孔率可达14%，一般为15%～18%。

镁铝砖从1000℃开始出现塑性流动，至1200℃时已较显著，1300℃时流动加速，这些均与镁铬砖相近而不同于镁砖，且比镁砖开始迅速流动温度高100～200℃。当氧化铝加入量小于15%时，镁铝砖与氧化铁作用不产生膨胀，加入量达15%时呈现微膨胀；20%时则较明显；28%时膨胀严重。2

组成镁铝砖是含MgO为85%左右，为5%～10%的尖晶石型（）碱性耐火材料。镁铝砖的晶相组成以方镁石为主，镁铝尖晶石为基质（镁铝尖晶石代替镁砖中的钙镁橄榄石成为方镁石的结合剂）。尖晶石聚集在结晶后生成晶体网络，从而使砖体结构紧密。由于制作时不使用粗大颗粒的骨料，整个砖体结构均匀，气孔分散。

MgO与有一定的互溶性，在共熔点为1995℃，以方镁石为主的固溶体含 18%；以为主的固溶体含MgO 39%。温度下降时，彼此的互溶度降低；1700℃时方镁石约固溶为3%；至1500℃，MgO与两者完全脱溶。2

特点镁铝砖与镁砖比较，具有以下特点：

①镁铝砖的热震稳定性好，可承受水冷20～25次，甚至更高。这是它最突出的优点，比普通镁砖好得多。研究认为，镁铝砖热震稳定性好，是由于镁铝尖晶石和方镁石都属于立方晶系，沿各个晶轴方向的热膨胀大小都相同，故温度波动时膨胀和收缩都比较均匀，产生的热应力较小。

②镁铝砖的主要性能也比镁砖稍强。由于镁铝尖晶石本身的熔点较高，故镁铝砖的荷重软化温度比镁砖有所改善，达到1620～1690℃。

镁铝尖晶石保护方镁石颗粒免受熔渣侵蚀的能力比钙镁橄榄石强，故镁铝砖抵抗碱性熔渣以及氧化铁熔渣的能力较镁砖有所加强。

镁铝砖具有以上优良性能，故在我国已广泛用做炼钢平炉，炼铜反射炉等高温熔炼炉炉顶的砌筑材料，取得了延长炉子寿命的效果。大型平炉可达300炉左右，中小型平炉在1000炉以上。3

生产工艺镁铝砖的生产工艺与烧成镁砖大致相同，只是在配料中加入一定比例的工业氧化铝或特级铝矾土熟料。工业氧化铝的杂质含量比高铝矾土熟料低。配料中加入天然铝矾土熟料，可改善泥料的塑性，在同样条件下，砖坯体积密度较高。工业氧化铝的加入量一般为5%～10%，通常按一定比例与镁砂共同细磨后，以细粉形式加入，这有利于在制品基质中形成分布均匀的镁铝尖晶石新晶相。也有采用预合成镁铝尖晶石再进行配料制砖的生产方法。配料时临界粒度大，有利于提高制品的抗热震性，但不利于制品的密度和强度，一般采用3mm。粒度一般采用3～1mm与1～0.088mm且应控制3～2mm粗颗粒与小于0.088mm细粉的比例，来提高制品的抗热震性。镁铝砖的烧成温度要根据原料的纯度来确定，一般要比镁砖的烧成温度高30～50℃，高纯镁铝砖的烧成温度达1750～1800℃。2