[科普中国]-电熔镁砂

介绍

电熔镁砂系菱镁矿等镁质原料经高温处理达到烧结程度的产物的统称。用竖窑、回转窑等高温设备一次煅烧或二步煅烧工艺，以天然菱镁矿为原料烧制的镁砂称为烧结镁砂；以菱镁矿等为原料经电弧炉熔炼达到熔融状态冷却后形成的称为电熔镁砂；从海水中提取氧化镁制成的称为海水镁砂。镁砂是耐火材料最重要的原料之一，用于制造各种镁砖、镁铝砖、捣打料、补炉料等。含有杂质较多的，用于铺筑炼钢炉底等。

高纯镁砂是选用天然特级菱镁矿石浮选提纯经轻烧、细磨、压球、超高温油竖窑煅烧而成。是制砖、不定耐火材料优质原料。

中档镁砂是以MgO含量为97%的轻烧氧化镁为原料，经压球、高温竖窑煅烧等工艺生产而成。产品烧结程度好，结晶致密，是生产中档镁质耐火制品的优质原料。

电熔镁砂是用精选的特A级天然菱镁石或高纯轻烧镁颗粒，在电弧炉中熔融制得。该产品具有纯度高，结晶粒大，结构致密，抗渣性强材料，热震稳定性好，是一种优良的高温电气绝缘材料，也是制作高档镁砖，镁碳砖及不定形耐火材料的重要原料。

性质主晶相方镁石熔点为2800℃，在真空中1600℃就开始升华，在还原气氛中2000℃以上开始升华，密度大于3.40g/cm，气孔率0%～10%，莫氏硬度5.5，抗碱性炉渣侵蚀性很强。方镁石常呈立方体、八面体或不规则粒状，立方体解理完全;线膨胀系数α=(14～15)×10/℃(0～1500℃)，并随温度升高而增大。

热导率λ=123.5W/(m·K) (100℃时)，随温度上升而下降。弹性模量为1.96MPa。化学性质稳定，在1500℃的高温下与除硅砖以外的各种耐火材料之间不起反应或弱反应。方镁石的晶粒尺寸随煅烧温度的提高和保温时间的延长而增大，相应的抗渣性也得到改善。中国对电熔镁砂的质量要求见表。

生产工艺电熔镁砂的生产工艺流程短而简单，但设备投入和资源消耗大。我国电熔镁砂产业多采用电弧炉熔融天然菱镁矿石制备电熔镁砂，生产工艺技术装备落后，功率低、容量小、效率低、自动化程度低，生产出的电熔镁砂产品品位不高，导致镁资源利用率低，环境污染严重。1

我国生产电熔镁砂的主要原料是菱镁矿石，目前的生产工艺分一步熔融法和两步锻烧熔融法两种形式。一步熔融法是以天然菱镁矿石或提纯的菱镁矿精矿粉为原料在电弧炉中经 2 800 ℃ 以上的高温熔融而成; 两步煅烧熔融法是将菱镁矿石或提纯的菱镁矿精矿粉，在竖窑或回转窑内经 1 000 ℃ 左右轻烧得到轻烧氧化镁粉，再经过细磨，压坯，最后在电弧炉内经高温融炼制得电熔镁砂。具体电熔镁砂生产工艺简易流程见图 1、图 2。

制造原料多采用较纯净的菱镁矿、轻烧氧化镁(含天然菱镁矿或海(卤)水的)或烧结镁砂等在电弧炉内熔融，并使熔体自然冷却。使方镁石晶体从熔体中结晶、长大。由于采用高纯原料，硅酸盐杂质含量低，因此方镁石晶体的直接结合程度较高，能较充分地发挥出方镁石的良好性能。从镁碳砖用电熔镁砂与烧结镁砂在使用中发现，由于熔渣侵蚀是从方镁石结晶界面开始的，因此电熔方镁石大结晶要比烧结镁砂方镁石的微晶的抗侵蚀性强得多。电熔镁砂多用作较高级的镁碳质耐火制品的原料。2