方镁石/(原位/预合成)尖晶石复相不烧砖的原料制备与高温性能分析
方镁石/(原位/预合成)尖晶石复相不烧砖配方制备检测与各使用性能分析，由耐火砖厂家收集整理。1.方镁石/(原位/预合成)尖晶石复相不烧砖原料：
制备方镁石/尖晶石材料的原料包括不同粒度级别的电熔镁砂、用后镁铬砖颗粒、镁铝尖晶石和镁铬尖晶石细粉以及氧化铝和氧化铬微粉。原料的化学组成见下表。
实验原料化学组成(质量分数)(%)
2.方镁石/(原位/预合成)尖晶石复相不烧砖配方：
实验设计配方见下表，配方设计骨料和细粉质量分数分别为68%和32%。方镁石/尖晶石材料的骨料包括3～1mm、1～0mm电熔镁砂以及3～1mm用后镁铬砖颗粒，细粉原料包括小于0.088mm的电熔镁砂、镁铝尖晶石和镁铬尖晶石以及小于0.045mm的氧化铝和氧化铬微粉。实验设计A和B两组配方，A组配方细粉中加入12%的镁铝尖晶石，B组配方细粉中加入12%的镁铬尖晶石，通过调整氧化铝和氧化铬比例关系分析原位尖晶石存在形式及数量对方镁石/尖晶石材料性能的影响。
实验配方(质量分数)(%)
3.方镁石/(原位/预合成)尖晶石复相不烧砖制备与检测：
按实验配方称取物料，外加3%～4%的亚硫酸纸浆废液作为结合剂，对物料进行混炼。将AB组中的实验配方原料混炼后物料机压成型，成型压力为200MPa，试样尺寸40mm×40mm×160mm。将110℃保温24h干燥后试样通过1700℃隧道窑烧成。按国标分别对AB组试样烧成后的体积密度、显气孔率、常温耐压强度、热震稳定性(水冷法)和烧后线变化率进行检测对比。
4.不同比例氧化铝/氧化铬对方镁石/尖晶石复相不烧砖性能的影响：
(1)不同比例氧化铝/氧化铬对方镁石/晶石不烧砖体积密度、显气孔率的影响：
分析认为，两组配方中尖晶石种类不同是导致此种现象的原因之一。而从试样的显气孔率差异情况看，A组配方试样中预合成镁铝尖晶石与原位形成的尖晶石的固相反应作用较强。
从A组配方试样显气孔率随着氧化铝/氧化铬比例的增加而增加说明原位生成的镁铝尖晶石高于原位生成的镁铬尖晶石，生成镁铝尖晶石过程中所造成的体积膨胀作用较大。原位形成的镁铝尖晶石易与预合成镁铝尖晶石发生固溶作用。
B组配方试样显气孔率表现出先减小后增大的趋势，预合成镁铬尖晶石与原位反应生成的尖晶石发生固溶作用使试样显气孔率有减小趋势，而随着氧化铝/氧化铬比例增加，原位生成镁铝尖晶石的数量增加，而原位生成镁铝尖晶石再结晶能力差导致了试样的显气孔率减小。
分析认为，方镁石/尖晶石材料的制备过程中，电熔镁砂细粉与不同比例的氧化铝/氧化铬发生固相反应生成的镁铝尖晶石/镁铬尖晶石相是方镁石/尖晶石材料形成直接结合的主要原因，而原位生成镁铝尖晶石与预合成镁铝尖晶石和预合成镁铬尖晶石的固溶作用强弱也决定了方镁石/尖晶石材料结合强度的强弱。
(2)不同比例氧化铝/氧化铬对方镁石/尖晶石不烧砖常温耐压强度的影响：
分析认为A组配方试样中随着氧化铝/氧化铬比例增加，系统中电熔镁砂与氧化铝通过固相反应生成原位镁铝尖晶石数量增加，系统中电熔镁砂与氧化铬通过固相反应生成原位镁铬尖晶石数量减少。
生成的原位镁铝尖晶石与系统中预合成镁铝尖晶石的固溶作用增加了方镁石/尖晶石材料的直接结合程度，因此随着氧化铝/氧化铬比例增加，方镁石/尖晶石材料的常温耐压强度逐渐增加。
B组配方试样常温耐压强度变化趋势与A组配方试样常温耐压强度变化趋势相似，分析原因认为原位反应生成的镁铝尖晶石与系统中原有的预合成镁铬尖晶石的固溶作用比原位反应生成的镁铬尖晶石与系统中原有的预合成镁铬尖晶石的固溶作用要强，因此随着氧化铝/氧化铬比例增加，方镁石/尖晶石材料直接结合程度增加，常温耐压强度逐渐增加。
(3)不同比例氧化铝/氧化铬对方镁石/尖晶石材料热震稳定性的影响：
分析认为，加入不同比例氧化铝/氧化铬原位生成不同含量镁铝尖晶石/镁铬尖晶石是导致方镁石/尖晶石材料热震稳定性差异的主要原因。如上分析所述，对于A组配方试样，系统中原位生成的镁铝尖晶石和镁铬尖晶石与预合成镁铝尖晶石产生固溶作用，形成直接结合。
同时考虑原位生成的尖晶石与电熔镁砂也形成直接结合，因此在A组配方试样结构中应该包含镁铝尖晶石、镁铬尖晶石和电熔镁砂，其中镁铝尖晶石作为主要物相起到连接作用。
对于B组配方试样，镁铬尖晶石作为主要物相起到连接作用，随着氧化铝/氧化铬比例增加，B组配方试样中镁铝尖晶石代替一部分镁铬尖晶石的连接作用。
从实验结果分析，镁铝尖晶石/镁铬尖晶石复合结合的方镁石/尖晶石材料热震稳定性较好。A组配方试样氧化铝/氧化铬比例为3：2时，方镁石/尖晶石材料热震稳定性。B组配方试样氧化铝/氧化铬比例为2：3时，方镁石/尖晶石材料热震稳定性。 (4)不同比例氧化铝/氧化铬对方镁石/尖晶石材料线变化率的影响：
分析认为试样烧后线变化率增大与系统中原位生成镁铝尖晶石和镁铬尖晶石有关，原位生成镁铝尖晶石的体积膨胀大于原位生成镁铬尖晶石的体积膨胀。
因此，A组配方试样和B组配方试样均表现出随着氧化铝/氧化铬比例增加，系统中生成镁铝尖晶石数量增加、镁铬尖晶石数量减少、方镁石/尖晶石材料烧后线变化率逐渐增大的趋势。
以电熔镁砂和两种预合成尖晶石为主要原料发生固相反应制备的方镁石/尖晶石材料，随着氧化铝/氧化铬比例增加，加入预合成镁铝尖晶石的A组配方试样显气孔率、常温耐压强度、烧后线变化率逐渐增加，加入预合成镁铬尖晶石的B组配方试样显气孔减小后增大，常温耐压强度、烧后线变化率逐渐增加。
A组配方试样氧化铝/氧化铬比例为3：2时，方镁石/尖晶石材料热震稳定性，达到30次。B组配方试样氧化铝/氧化铬比例为2：3时，方镁石/尖晶石材料热震稳定性，达到18次。
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