耐火材料標準
鉻鐵礦的成分復雜,變化也大。天然鉻鐵礦實際上多是由六種以上尖晶石組成的混晶,一般化學式可以表示為(Fe,Mg)O·(Cr,Al,Fe),O,。
天然鉻鐵礦中的鐵很少有三價態,將鉻鐵礦在空氣中加熱至200~300℃時,鉻鐵礦中亞鐵尖晶石中的FeO開始氧化,并隨溫度升高氧化速率加快,視鉻礦石的種類不同在700~1000℃時達到最大值。這樣,使鉻礦尖晶石轉化為MgAl,O,和包括Fe,O、Al,O,、Cr,0,在內的倍半氧化物固溶體兩部分。而當溫度升高或氧氣分壓降低時,在與金屬鐵共存的情況下,Fe,O,又被還原為若
FeO,體系又轉變為尖晶石固溶體,這時會發生膨脹效應,并隨鉻鐵尖晶石中亞鐵尖晶石增加,膨脹效應敏感性增強,出現破碎甚至崩潰現象。
鉻鐵礦尖晶石這種氧化-還原反應出現的膨脹效應和碎裂現象,可以通過引入過量的MgO,
制造鎂鉻質耐火材料而得到穩定。引入氧化鎂后生成的是尖晶石固溶體,而不是倍半氧化物固號_
溶體,使鐵的氧化物相對得以穩定。
向鉻鐵礦中引入氧化鎂合成鎂鉻砂,可以通過燒結法合成,也可以通過電熔法合成。從20世紀S80年代以來,世界范圍內鎂鉻質耐火材料的用量在不斷下降,人們發現鎂鉻磚中
的Cr,0,(Cr)在用于水泥回轉窯等與K,O、Na,O、CaO、BaO接觸時,生成KCr,0,、(Na,K)Cr(SO),等Cr"的可溶性鉻化合物,對人體健康是非常有害的,因而紛紛限制其使用,尋找替代產品,如鎂炭磚、鎂鋁尖晶石磚等。盡管如此,鎂鉻質耐火材料仍然是一種重要的冶金基礎材料,在爐外精煉設備上和有色冶金行業,具有暫時不可取代的地位和作用。