由菱镁矿或轻烧镁粉在电弧炉中经2800℃以上的高温熔融而成,其强度、抗侵蚀性及化学惰性均优于烧结镁砂在电熔镁砂中,主晶相方镁石首先在熔体中自由析晶,结晶长大,晶粒发育良好,晶体粗大,直接结合程度高,结构致密,而少量硅酸盐和其他结合矿物相呈孤立状分布。
这一结构特点使电熔镁砂比烧结镁砂更耐高温,在氧化气氛中,能在2300℃以下保持稳定,高温结构强度、抗渣性和常温下抗水化性均较烧结镁砂优越。纯净粗大方镁石晶体还具有特殊的光学性质。因此说,电熔镁砂能更充分地发挥出方镁石的一些优越性能。
下表为不同牌号的电熔镁砂理化指标
牌号 | w(MgO)/% | w(SiO2)/% | w(CaO)/% | 体积密度/g·cm-3 |
DMS-98 | ≥98 | ≤0.6 | ≤1.2 | ≥3.50 |
DMS-97.5 | ≥97.5 | ≤1.0 | ≤1.4 | ≥3.45 |
DMS-97 | ≥97 | ≤1.5 | ≤1.5 | ≥3.45 |
DMS-96 | ≥96 | ≤2.2 | ≤2.0 | ≥3.45 |
1.97电熔镁砂:
97电熔镁砂在电熔镁砂中用量最大,主要用于制备镁碳砖、镁铝碳砖及部分烧成镁质复相耐火制品。97电熔镁砂是以MgO质量分数大于47%的特级镁石为原料,经电弧炉熔融生产出来的产品,MgO质量分数通常大于97%。
下表所示为典型97电熔镁砂技术指标
化学成分(质量分数)/% | 体积密度/g·cm-3 | |||||
IL | SiO2 | CaO | MgO | Al2O3 | Fe2O3 | 3.46 |
0.14 | 1.15 | 0.73 | 97.25 | 0.20 | 0.53 |
97电熔镁砂的显微结构特征是主晶相方镁石,晶体结晶尺寸较大,多在200600μm之间,大者单晶尺寸可达毫米级,晶间的硅酸盐呈薄膜状分布,晶界较细且较为平直,晶界薄膜厚度在1~10μm之间,晶界组成多为CMS或CMS2。
2.大结晶电熔镁砂:
耐火材料厂家多追求使用大结晶电熔镁砂,甚至给大结晶以尺寸概念,即晶粒尺寸大于400~500m。如果从纯度与晶体尺寸具有一定相关性考虑,要求大结晶以求高纯度是合理的,但大结晶有结构强度偏低的缺陷。
下表所示为典型大结晶电熔镁砂技术指标
化学成分(质量分数)/% | 体积密度/g·cm-3 | |||||
IL | SiO2 | CaO | MgO | Al2O3 | Fe2O3 | 3.47 |
0.16 | 0.65 | 0.31 | 98.40 | 0.12 | 0.36 |
大结晶电熔镁砂的显微结构特征是晶体尺寸大,大者可达毫米级,晶体解理特别发育,晶界平直,晶间的硅酸盐相很少,且呈点状分布。胶结膜最薄的约12m,较厚者为3~4μm。这意味着平行于解理方向施力,会形成小于3~4μm厚的薄片或微粒。尽管晶体外形尺寸大到毫米级,但材料的脆性大,制砖和使用过程易沿解理面碎裂。
3.皮砂:
镁石熔融结晶时,方镁石首先析晶,而杂质高的硅酸盐相,由于熔点低,呈液相被排向周边,常说的皮砂即为熔融料的最边缘部位的物料,由于杂质含量较高,皮砂颜色常呈棕色和褐色。
下表所示为典型皮砂技术指标
化学成分(质量分数)/% | 体积密度/g·cm-3 | |||||
IL | SiO2 | CaO | MgO | Al2O3 | Fe2O3 | 3.17 |
0.25 | 3.98 | 2.01 | 92.65 | 0.26 | 0.85 |
皮砂的显微结构特征方镁石结晶尺寸较小,多在200μm以下,晶间硅酸盐相呈河流状分布,晶间含较多的硅酸盐相,成分多波动在C3S-C2S-C3MS2-M2S之间。这类含硅酸盐相的原料气孔率低,但晶间大量硅酸盐相的存在,会使材料的高温性能降低。