碱性耐火砖的耐火度较高,耐火砖的抗碱性及抗炉渣侵蚀的能力强。主要用于碱性炼钢炉、有色金属冶炼炉、玻璃和水泥工业用窑炉及其他热工设备。

碱性耐火砖种类

碱性砖品种有直接结合镁铬砖、尖晶石镁砖、白云石砖、镁锆砖等。碱性砖具有较高的荷重软化温度，在高温下体积比较稳定，抗水泥熟料的侵蚀能力较强，但对温度的急变比较敏感，抗热震稳定性较差。(1)直接结合镁铬砖以菱镁矿石和铬铁矿为原料，先烧制成轻烧镁砂，然后按一定级配经高压成球，在1900℃高温下烧制成重烧镁砂，再配入一定比例的铬铁矿石，加压成型，经1750～1850℃隧道窑锻烧而成。直接结合镁铬砖理化性能如表所示。直接结合镁铬砖理化性能(2)镁尖晶石镁砖以尖晶石砂和镁砂为原料(尖晶石砂以菱镁矿石、苦土粉和工业氧化铝为原料，加压成球，经1900℃以上回转窑、竖窑烧成，或2200℃左右的电弧炉内熔融而成)，按一定配比，经高温煅烧，即成尖晶石砖。尖晶石砖中氧化铝含量应在l0％～20％。镁尖晶石砖性能如表所示。镁尖晶石砖性能镁尖晶石砖的特性：抗热震稳定性好，体积稳定性强，耐高温性能好，无铬公害和抗化学侵蚀能力强。(3)焦油白云石砖主要成分是MgO和CaO，其成分与生料的成分比较接近，所以这种耐火砖的挂窑皮性能比较好，具有高耐火性及良好的抗碱侵蚀能力。但当窑皮发生掉落时，窑砖也可能会有一部分与窑皮一起掉落。由于白云石砖中氧化钙易于吸水，所以抗水化性能较差，因此在存储、运输过程中采取相应措施加以保护。焦油白云石砖的理化性能如表所示。白云石砖的理化性能(4)镁锆砖镁锆砖出现于20世纪70年代，90年代才应用于预分解窑。由于氧化锆的熔点为2175℃，当温度超过1660℃才被熟料侵蚀，因此镁锆砖的耐火度较高。同时氧化锆颗粒四周形成微裂纹，可吸收外力，具有较大的抗断裂强度；镁锆砖在抗SO3、CO2、R2O、Cl－蒸汽侵蚀及抗熟料侵蚀方面具有明显的优点，并且具有较高的抗压强度等，可用在工况苛刻的窑内。

碱性耐火砖的特性

1 抗侵蚀性

碱性砖对冶金炉渣、水泥熟料、玻璃窑配料和灰分有良好的抗侵蚀性能。不同热介质对碱性砖的影响不同。在碱性强的环境下，如水泥窑烧成带，耐水泥熟料的侵蚀性能顺序为：镁白云石砖＞镁铬砖＞镁尖晶石砖；在转炉、电炉衬中，CaO／SiO2高的镁砖优于CaO／SiO2低的镁砖；在玻璃窑蓄热室格子体，CaO／Si02比低的镁砖，优于相应级别的CaO／Si02高的镁砖；在AOD炉生产不锈钢时，炉渣碱度小于2.2，镁铬砖的抗渣性优于镁白云石砖，炉渣碱度大于2.2，镁白云石砖的抗渣性优于镁铬砖；在重有色冶金炉中，抵抗FeO-SiO2渣的能力：镁铬砖＞镁砖＞镁尖晶石砖＞镁白云石砖。

2 高温性能

碱性耐火砖的耐火度都在2000℃以上，高于其他耐火砖。各碱性耐火砖的荷重软化温度、高温抗折强度、高温体积稳定性和高温压缩蠕变性能随着制砖原料致密度增大、杂质含量减少和烧成温度的提高而优化。普通碱性制品的荷重软化温度为1550～1600℃；制品：如镁自云石砖、镁尖晶石砖、高纯镁砖、直接结合镁铬砖等在1700℃以上；半再结合、再结合镁铬砖可达到1750～1800℃。各碱性耐火砖的高温抗折强度随试验温度提高而下降，Cr203含量高的再结合镁铬砖的高温强度较高。加入电熔原料的碱性砖，高温强度较高。

碱性耐火砖的热膨胀率比其他制品高，以MgO为主成分的各种碱性耐火砖的热膨胀率差别不大。1600℃时，镁砖的线膨胀率大，为2.0％左右；镁铬砖的线膨胀率小，为1.6％左右；其他碱性耐火砖的热膨胀率介于两者之间。

碱性耐火砖的热导率比高铝砖、粘土砖、硅砖高。在800℃、1000℃、1200℃时，镁砖(MgO 90％～98％)的热导率(W／(m·K))分别为5.5～5.0、4.5～4.0、4.0～3.5；镁铬砖在上述温度时，热导率(W／(m·K))分别为4.5～3.5、3.5～2.5、3.5～2.5；其他碱性耐火砖介于上两者之间。

碱性耐火砖的比热容比硅砖、粘土砖大。镁砖的比热容较其他碱性砖大。在1000℃、1200℃、1400℃时，镁砖(Mgo 97％)的比热容(kJ／(kg·K))分别为1.20、1.22、1.24；直接结合镁铬砖(Cr203 21％)的比热容(kj／(kg·K))分别为1.02、1.05、1.07(国外某公司资料)。

碱性耐火砖的抗热震性不如粘土砖及高铝砖。各种碱性耐火砖的抗热震性按下列次序递减：镁尖晶石(镁铝)砖＞镁铬砖＞镁白云石砖＞镁砖。

3 耐水化性

与高铝砖、粘土砖、硅砖比，碱性耐火砖的耐水化性差。在碱性耐火砖中，镁钙砖的水化倾向严重，并与制品中CaO含量成正比关系，生产、储运、砌筑，使用碱性砖均应注意防水化问题。

4 耐真空性

在常温下耐火材料的蒸气压都很低，但在高温减压工作(如RH、VOD精炼炉真空处理钢水)时，耐火材料因挥发而损耗。挥发速度与耐火材料的蒸气压成正比，气相的相对分子质量越大挥发量越大。作为真空炉用耐火材料，石灰质、白云石质制品的耐真空性优于尖晶石砖、镁砖和镁铬砖。

5 导电性

耐火材料(除含碳制品外)，在常温下是电能好；800℃时的单位体积电阻大于100WΩ·cm；1000℃时大于100WΩ·cm。铬铁矿尖晶石都是半导体，其室温电阻率差别很大；Fe3O4为10-2Ω·cm。MgCr204大于100*100WΩ·cm。耐火材料中的杂质对高温电导率有重要影响，尤其是氧化铁和氧化钙，同一种碱性砖的电阻率随气孔率提高而增大。高温下气孔率对电阻率的影响会明显减弱以至消失。

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