直接结合镁铬砖

直接结合镁铬砖(direct%26mdash;bonded magnesite chrome brick)

以方镁石和镁铬尖晶石为主晶相直接结合的耐火制品。该砖是以SiO2小于2％的高纯烧结镁砂和铬铁矿为原料，通过高温烧结而制成。

简史碱性砖的直接结合概念是1959年由英国拉明提出的。关于直接结合的机理，戴维斯(Davies)认为：由于RO和R2O3的相互扩散和反应而产生的。哈布尔(Hubble)认为是MgO和2～3种氧化物反应生成镁尖晶石而产生的。梅内泽斯(Menezes)通过E．P．M．A分析，研究方镁石和铬铁矿之间的直接结合部分的组成，认为平均组成为(Al0.5Cr0.4Fe0.1)O4。产生直接结合的温度，拉明认为，在SiO2含量少时，1600℃就能产生很好的结合；哈布尔指出，如果SiO2含量少，在1649～1677℃下烧成即可；布雷兹尼(Brezn}r)认为：在1750℃下烧成的制品，直接结合程度已非常高。在探讨烧成温度对镁铬砖性能影响的工作中海赫斯特致zh(Hayhurst)和拉明断定，在最高烧成温度下，溶于液态硅酸盐中的尖晶石在冷却时析出，形成直接结合。在美国，直接结合镁铬砖在1961年末就出现于市场，用在炉子结构中承受应力和炉渣侵蚀严重的部位，几乎完全取代了硅酸盐结合砖。

性能直接结合砖烧结属于固相结合，故制品高温机械强度高，抗渣性好，抗氧化铁渗透力强，高温下体积稳定。直接结合镁铬砖的主要性能见表。

镁铬晶粒之间为方镁石方镁石或方镁石尖晶石的直接结合，少量硅酸盐以孤立状处于晶粒之间。直接结合砖在烧成过程中，铬矿粒子缝隙中的硅酸盐随着温度升高逐渐移入基质，使铬矿粒子与方镁石接触，并向方镁石晶内扩散溶解。高温下，基质部分的方镁石和铬矿在硅酸盐中溶解，冷却时，在方镁石晶内和晶粒边界沉淀为脱溶粒子次生尖晶石或次生方镁石，使之形成方镁石～方镁石和方镁石尖晶石的直接结合，少量硅酸盐相则孤立于晶粒之间。随着烧成温度提高，高温下的溶解和冷却时的脱溶加剧，晶问直接结合程度随之提高。

生产工艺为使颗粒之间形成直接结合，原料的SiO2含量要低。烧结低SiO2含量的制品，必须提高烧成温度。现有的直接结合镁铬砖的SiO2含量一般小于2％，烧成温度在1700～1800℃之间。直接结合的形成是一个溶解沉析过程。增加铬矿细粉含量，有利于直接结合的形成。因此，在配料中必须注意铬矿细粉配比。有硅酸盐存在时，方镁石一方镁石问的结合会被Cr2O3所加强，而被Al203和Fe203所降低；在镁铬砖中加入Al203或Fe203可降低硅酸盐熔点，加入Cr203熔点则提高。因此，采用cr203含量高的铬矿较Cr203含量低的铬矿有更高的高温强度。次生尖晶石是直接结合砖的特征。Cr203含量越高，晶内和晶间尖晶石

越多，制品强度越高，抗渣性越强。应根据使用特点，选择合适的铬矿加入量。制品烧成必须在弱氧化气氛下进行，其生产工艺流程见图。

应用直接结合砖广泛用于平炉炉顶、电弧炉、炼铜转炉、闪速炉、RH、DH真空处理装置、炉外精炼VOD炉、AOD炉、水泥回转窑等。