高密度烧结镁砂的制备与研究

论文摘要

镁砂作为生产碱性耐火材料的基础原料,其体积密度对于镁质耐火材料的使用性能,特别是抗渣侵蚀性能和高温强度具有重要的影响。以优质高密度、高纯度镁砂生产的耐火材料可以显著提高冶金炉窑的使用寿命,巨大的市场需求使提高镁砂的品质的研究成为热点。本研究以辽南产轻烧氧化镁为原料,考察了二步煅烧法制备高密度烧结镁砂的方法,以及制备条件对烧结镁砂性能的影响,同时对氧化镁粉末和烧结镁砂的微观结构进行了观察。得到以下结论：（1）水化处理是影响烧结镁砂性能的重要因素。经过水化处理减小了菱镁矿假晶对轻烧氧化镁的影响,提高了烧结镁砂的体积密度。与此同时,颗粒变得较易破碎,减少了细磨时间,有利于提高生产效率。（2）为了得到高密度烧结镁砂,应控制好氢氧化镁的轻烧温度。温度太高会使氧化镁的活性降低,温度太低不利于氢氧化镁假晶的破裂,这些都会影响到烧结镁砂的性能。考虑到烧结镁砂的体积密度,轻烧温度在850℃比较适宜。（3）成型压力对烧结镁砂的体积密度有一定的影响,随着成型压力的增加,烧结镁砂的体积密度也相应地增加,当压力超过300MPa后,压力对体积密度的影响不明显。（4）细磨破坏了粉末颗粒的假晶现象,明显地提高了烧结镁砂的体积密度。特别是两道细磨工艺严重破坏了氢氧化镁晶体之间的团聚和氧化镁的假晶现象,减少了二次气孔的存在,从而提高了烧结镁砂的体积密度。（5）将原料水化后得到的氢氧化镁按细磨-轻烧-细磨-成型-烧结的工艺流程,在850℃下轻烧1小时,300MPa成型,1600℃烧结2小时,可以获得体积密度为3.46g/cm3的高密度烧结镁砂。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究目的及意义
• 1.3 研究内容
• 第二章 文献综述
• 2.1 镁砂国内外研究生产状况概述
• 2.1.1 国外镁砂研究生产状况
• 2.1.2 我国镁砂研究生产状况
• 2.2 镁砂的分类及主要性能要求
• 2.2.1 镁砂的分类
• 2.2.2 镁砂的主要性能要求
• 2.3 镁砂的生产方法
• 2.3.1 利用菱镁矿生产镁砂
• 2.3.2 利用卤水生产镁砂
• 2.4 镁砂的用途
• 2.5 前驱物高温煅烧研究现状
• 2.5.1 氢氧化镁热分解动力学
• 2.5.2 高温烧结研究
• 第三章 实验方案
• 3.1 前言
• 3.2 实验过程
• 3.2.1 实验原料
• 3.2.2 主要实验设备
• 3.2.3 实验步骤
• 3.3 性能检测
• 3.3.1 体积密度及气孔率的测定
• 3.3.2 试样收缩率的测定
• 3.3.3 X射线衍射分析
• 3.3.4 扫描电镜分析
• 第四章 实验结果及讨论
• 4.1 水化处理对烧结镁砂性能的影响
• 4.1.1 X射线衍射分析
• 4.1.2 氢氧化镁的热分析
• 4.1.3 烧结镁砂的性能分析
• 4.1.4 扫描电镜（SEM）分析
• 4.1.5 讨论与小结
• 4.2 轻烧温度对烧结镁砂性能的影响
• 4.2.1 试样的制备
• 4.2.2 烧结镁砂的性能分析
• 4.2.3 小结
• 4.3 成型压力对烧结镁砂性能的影响
• 4.3.1 试样的制备
• 4.3.2 烧结镁砂的性能分析
• 4.3.3 小结
• 4.4 细磨工艺对烧结镁砂性能的影响
• 4.4.1 试样的制备
• 4.4.2 烧结镁砂的性能分析
• 4.4.3 扫描电镜（SEM）分析
• 4.4.4 小结
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 论文包含图表公式及文献