耐火材料第五章.ppt

* 耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地 二、白云石原料 1、白云石的性质 1）化学组成：CaMg(CO3)2，复盐，CaO/MgO=1.39， 煅烧后理论组成CaO 58%，MgO 42%。 2）物理性质：乳白色，一般为深灰色、浅灰色等， 比重2.85，硬度3.5-4 。 3）分类： 依据CaO/MgO 石灰质白云石 CaO/MgO＞1.39 白云石 CaO/MgO=1.39 镁质白云石 CaO/MgO＜1.39 * 耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地 三、白云石材料的水化原理 Ca2+半径比Mg2+大，极化能力较弱，被O2-略为推出。CaO的晶格较为疏松，晶格常数 CaO 4.80×10-4μm，MgO 4.20×10-4μm，CaO密度低，比MgO更容易水化。 体积增加96.5%→粉化 多晶的水化过程模型 多晶的水化过程模型 * 耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地 CaO(s)+H2O(g)→Ca(OH)2(s) (1) MgO(s)+H2O(g)→Mg(OH)2(s) (2) 根据 ΔGo = A + BT 关系式，由热力学数据298K时， ΔGo1 = -61675 J/mol， ΔGo2 = -35500 J/mol 又 ΔGo = -RTlnKo 得出 PH2O1 = 1.57×10-9 kPa, PH2O2 = 6.0×10-5 kPa ∵ ΔGo1 ΔGo2 ，PH2O1 PH2O2, ∴白云石（ CaMg(CO3)2 ）中以CaO水化为主。 * 耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地 1、烧结法 ： CaO晶粒长大、致密化、减少晶界面积。 1）活化烧结法 2）添加外加剂烧结法：与CaO作用，生成低熔物或生成固溶体，改善微观 结构，促进烧结，防水化作用。 —— 生成液相的添加剂 Al2O3、Fe2O3、SiO2、TiO2、CuO等氧化物和氮化物、碳化硼、金属硼、铝等非氧化物及金属。 四、白云石材料的抗水化措施 ——二步煅烧和消化 * 耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地 ——形成固溶体的添加剂 CeO2、La2O3、ZrO2、Y2O3、Cr2O3等氧化物。 —— 引入洁净添加剂 选择Ca(OH)2或CaCO3或氟化钙作为添加剂。 —— 生成稳定化合物 化合物如CaZrO3、CaTiO3、Ca2SiO4、Ca3SiO5和 CaAl12O19等。 * 耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地 2、表面处理法 1） 有机物表面包覆 有机溶剂有焦油、沥青、石蜡、脂醇类及各种树脂、有机硅化物、有机酸-有机酸盐复合（如乙醇酸-乳酸铝、柠檬酸-乳酸铝）等。 用聚乙烯薄膜包裹以隔绝大气。 2）无机物表面包覆 —— 气相包覆 CaO+CO2→CaCO3薄膜。 —— 液相包覆 溶液有磷酸、磷酸钠、硅酸钠、磷酸二氢铝、草酸等。这些溶液与镁钙系熟料表面的游离CaO反应生成难溶或微溶的化合物，附着在熟料表面。 烧结白云石→破粉碎→筛分→粗颗粒 →配料 细颗粒 →配料 →混拌→成型→热处理→成品 （部分或全部烧结镁砂细粉替代） 细粉 →配料 沥青（脱水） 浸油 二、生产工艺要点 1、焦油白云石制品 以烧结白云石为主要原料，加入适量镁砂并以焦油沥青或石蜡等有机物为结合剂生产的不烧成制品称焦油白云石砖，其工艺要点如下： 1）简要工艺流程 焦油白云石制品可作中小转炉内衬，或MgO-C砖配套综合砌炉，也可作二次精炼炉内衬等。 2）