《耐火材料》课程教学资源（PPT课件）镁橄榄石质耐火材料（3/4）

第四节镁橄榄石质耐火材料 M2S为主晶相 2400 理论化学组成为 Mgo57.3%, Sio, 4 7%, MgO/SiO2=1, mI 34 1863° 1800 2 Liquids 熔点1890℃,荷软 Mgo +Mig2 SiO. 1650-1700℃ 1600 Crs+ Liq 姆03+71495° Mol

1 第四节 镁橄榄石质耐火材料 • M2S为主晶相； • 理论化学组成为 MgO57.3%,SiO242 .7%,MgO/SiO2=1. 34; • 熔点1890℃，荷软 1650-1700℃；

原料 ·橄榄岩:主要矿物组成2(MgFe)o.SO2, 蛇纹岩:主要矿物组成 3MaO. 2siO2 2H2O 钝橄榄岩 滑石:主要矿物组成3Mgo45O22H2O

2 原料 • 橄榄岩:主要矿物组成2(MgFe)O.SiO2， • 蛇纹岩：主要矿物组成 3MgO.2SiO2 .2H2O • 钝橄榄岩 • 滑石:主要矿物组成3MgO.4SiO2 .2H2O

镁橄榄石加热的物理化学变化 ·橄榄石加热: 700-750°C,铁橄榄石破坏,其中的FeO氧化成Fe2O3; 1150-1480°C,在镁橄榄石颗粒周围形成高铁玻璃相,同时 镁橄榄石开始进行强烈的重结晶和再结晶; ·蛇纹石加热:600-700°℃C,脱水; ·滑石: 1000°C,脱水; 1200%,反应生成斜顽辉石和方石英

3 镁橄榄石加热的物理化学变化 • 橄榄石加热： – 700-750℃，铁橄榄石破坏，其中的FeO氧化成Fe2O3； – 1150-1480℃，在镁橄榄石颗粒周围形成高铁玻璃相，同时 镁橄榄石开始进行强烈的重结晶和再结晶； • 蛇纹石加热：600-700℃，脱水； • 滑石： – 1000℃，脱水； – 1200℃，反应生成斜顽辉石和方石英；

镁橄榄石制品的生产 原料的煅烧; 镁砂的加入量和加入方法; 颗粒组成; 结合剂的选择 成型 烧成;

4 镁橄榄石制品的生产 • 原料的煅烧； • 镁砂的加入量和加入方法； • 颗粒组成； • 结合剂的选择； • 成型； • 烧成；

碹酸盐结合的镁质耐火制品 强度和荷重软化温度:由M2S为结合相的镁质制 品,如镁硅砖,其M2S的熔点(1890°)和 Mgo-M2S最低共熔点(1860°C)都很高,虽然 制品常温强度不高,但却具有较高的高温热态强 度

5 • 强度和荷重软化温度：由M2S为结合相的镁质制 品，如镁硅砖，其M2S的熔点（1890℃）和 MgO− M2S最低共熔点( 1860C）都很高，虽然 制品常温强度不高，但却具有较高的高温热态强 度。 硅酸盐结合的镁质耐火制品

·c2S结合的镁砖(如镁钙砖),由于C2S具有很高熔点 (2135°C),Mgo-C2S共熔点1800°C,所以开始产 生液相的温度很高。在相当高的温度下(如炼钢温 度),晶相间无液相形成。 它同方镁石之间的结合为固相间的直接结合。而且 C2S的晶袼能较高,在高温下的望性变形较小,结晶 体又呈针状和棱角状,故由C2S结合的镁砖具有很高 的高温强度。无易熔物的致密制品荷重软化温度可达 1700°c

6 • C2S结合的镁砖（如镁钙砖），由于C2S具有很高熔点 ( 2135℃），MgO−C2S共熔点1800℃，所以开始产 生液相的温度很高。在相当高的温度下（如炼钢温 度），晶相间无液相形成。 • 它同方镁石之间的结合为固相间的直接结合。而且， C2S的晶格能较高，在高温下的塑性变形较小，结晶 体又呈针状和棱角状，故由C2S结合的镁砖具有很高 的高温强度。无易熔物的致密制品荷重软化温度可达 1700℃

可认为以硅酸盐结合的镁质耐火材料的高温性 能受其化学组成中cao/sio2比的控制。当 cao/Sio2比不同时,M2S-C2S系统中硅酸 盐的耐火度的变化和荷重软化温度的变化都明 显地依赖于Cao/Sio2比

7 • 可认为以硅酸盐结合的镁质耐火材料的高温性 能受其化学组成中CaO/SiO2比的控制。当 CaO/SiO2比不同时，M2S −C2S系统中硅酸 盐的耐火度的变化和荷重软化温度的变化都明 显地依赖于CaO/ SiO2比

耐热震性 ·镁质耐火制品的耐热震性都较低,这主要是由于方镁 石的热膨胀性较高所致。由M2S结合的镁砖中M2S的 热膨胀性较高,20~1500°C平均热膨胀系数为11 106/°C,故制品的耐热震性仍然较低。 由cMS结合的制品,因CMS各向异性,热膨胀性在X 轴向较高,为13.6×106/°C,故耐热震性低,普通 镁砖经1100°水冷循环仅2~3次

8 • 镁质耐火制品的耐热震性都较低，这主要是由于方镁 石的热膨胀性较高所致。由M2S结合的镁砖中M2S的 热膨胀性较高，20～1500℃平均热膨胀系数为11× 10-6/℃，故制品的耐热震性仍然较低。 • 由CMS结合的制品，因CMS各向异性，热膨胀性在X 轴向较高， 为13.610-6 /℃，故耐热震性低，普通 镁砖经1100℃水冷循环仅2～3次。 耐热震性

抗渣性 ·当以M2S结合的镁质制品中含铁量较高时,特别是在还原 气氛下同Fe直接接触时,除Mgo可与FeO形成固溶体以 外,M2S也可发生镁铁置换形成铁橄桃石(2FeO·Sio2 简写F2S,并共同形成无限固溶体 虽然M2S因镁铁置换及F2S的形成与高温下镁蒸气的逸出 而使结构破坏,并因F2S的溶入而可能降低岀现液相的温 度,耐火度也有所降低,但不甚严重。 Cmws和wS结合的镁质耐火制品:在服役过程中极易形 成液相。故由此类易熔硅酸盐结合的镁质制品,抗渣蚀能 较

9 • 当以M2S结合的镁质制品中含铁量较高时，特别是在还原 气氛下同Fe直接接触时，除MgO可与FeO形成固溶体以 外， M2S也可发生镁铁置换形成铁橄榄石（2FeO·SiO2） 简写F2S，并共同形成无限固溶体。 • 虽然M2S因镁铁置换及F2S的形成与高温下镁蒸气的逸出 而使结构破坏，并因F2S的溶入而可能降低出现液相的温 度，耐火度也有所降低，但不甚严重。 • CMS和C3MS2结合的镁质耐火制品：在服役过程中极易形 成液相。故由此类易熔硅酸盐结合的镁质制品，抗渣蚀能 力较差。 抗渣性

C2S结合的慑质制品:由于C2S的形成及同方 镁石的直接结合,使液相润湿方镁石晶粒的能 力大为下降,既可使制品内(因杂质带入)可 能形成的少量液相从方镁石晶粒表面排挤到晶 粒的间隙中(呈孤立状),又可使外来液相不 易渗人制品内部,从而大大提高这种制品的抗 渣能力。 10

10 • C2S结合的镁质制品：由于C2S的形成及同方 镁石的直接结合，使液相润湿方镁石晶粒的能 力大为下降，既可使制品内（因杂质带入）可 能形成的少量液相从方镁石晶粒表面排挤到晶 粒的间隙中（呈孤立状），又可使外来液相不 易渗人制品内部，从而大大提高这种制品的抗 渣能力