Eigenschaften von Chromitmehl für Magnesia-Chrom-Feuerfeststeine gemischt mit Magnesia-Sand
1. Anforderungen an die chemische Zusammensetzung
Hoher Cr2O3-Gehalt: Der Cr2O3-Gehalt in Chromitmehl muss normalerweise ≥46 % betragen. Chromitmehl ist die Kernkomponente für die Bildung von Magnesia-Chrom-Spinell (MgO·Cr2O3), der sich direkt auf die Hochtemperaturstabilität und Korrosionsbeständigkeit feuerfester Materialien auswirkt.
Geringe Verunreinigungskontrolle: Der Gehalt an Verunreinigungen wie SiO2 und CaO muss streng kontrolliert werden (<1 %, <2,5 %), um die Bildung von Silikatphasen mit niedrigem Schmelzpunkt zu vermeiden, die die Hochtemperaturleistung des Materials beeinträchtigen.
2. Physikalische Eigenschaften
Partikelgröße und Gleichmäßigkeit: Es muss fein gemahlen und verarbeitet werden, mit einer Partikelgröße von mehreren zehn Mikrometern und gleichmäßiger Verteilung, um eine vollständige Vermischung mit Magnesiasand sicherzustellen und die gleichmäßige Bildung der Spinellphase während des Sinterns zu fördern.
Hohe Dichteeigenschaften: Die Dichte liegt normalerweise zwischen 3,2 und 4,8 g/cm³, was die Kompaktheit und Durchdringungsfestigkeit feuerfester Steine verbessern kann.
Hohe Härte und Verschleißfestigkeit: Mohshärte 5,5–6,5 verbessert die Verschleißfestigkeit feuerfester Steine in Hochtemperaturumgebungen.
3. Thermische und chemische Eigenschaften
Hohe Temperaturstabilität: Der Schmelzpunkt liegt bei bis zu 2150 °C und die Sintertemperatur muss 1850 °C erreichen, um sicherzustellen, dass die feuerfesten Steine auch bei hohen Temperaturen ihre strukturelle Stabilität behalten.
Thermoschockbeständigkeit: Hervorragende Wärmeleitfähigkeit und ein niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient können die durch plötzliche Temperaturänderungen verursachte Spannung abfedern und ein Reißen der Steine verhindern.
Alkalische Korrosionsbeständigkeit: Es ist chemisch inert gegenüber alkalischer Schlacke (wie z. B. Zementofenumgebung) und kann dem Eindringen korrosiver Substanzen wie FeO wirksam widerstehen.
4. Mikrostruktureller Beitrag
zur Spinellphasenbildung: Chromitmehl reagiert bei hohen Temperaturen mit Magnesiasand zu Magnesium-Chrom-Spinell und fördert die Ausfällung der sekundären Spinellphase im Periklas. Dadurch entsteht eine direkt gebundene Struktur, die die Schlackenbeständigkeit und die Hochtemperaturfestigkeit des Materials deutlich verbessert.
Verbundverstärkungseffekt: Durch die komplexe Phasenstruktur von Spinellphase und Periklas wird die Gesamtwärmeleitfähigkeit reduziert und der Wärmeausdehnungskoeffizient angepasst, wodurch die thermodynamischen Eigenschaften der feuerfesten Steine umfassend verbessert werden.
5. Prozessanpassungsfähigkeit
Sinterkompatibilität: Es muss an die Brenntemperatur (1550–1750 °C) verschiedener Prozesse (wie Direktbindung und Co-Sintern) angepasst werden, um sicherzustellen, dass die effektive Bindung des Spinells unter Hochtemperaturbedingungen erreicht werden kann.
Umweltfreundlichkeit: Die ursprünglichen Mineralien müssen nicht chemisch synthetisiert werden, um die Entstehung schädlicher Substanzen wie sechswertiges Chrom zu vermeiden, was den Anforderungen des Umweltschutzes entspricht.
Die oben genannten Eigenschaften bestimmen gemeinsam die Kernrolle von Chromitmehl in feuerfesten Magnesia-Chrom-Steinen, die in direktem Zusammenhang mit der Hochtemperaturbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Lebensdauer der feuerfesten Steine steht.
