熔融還原爐是為了減少污染，不需建焦?fàn)t和化工設(shè)施，克服高爐煉鐵的種種缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。

熔融還原爐還原法的分類

(1)按工藝階段劃分，可分為一步法和兩步法。一步法是在冶金反應(yīng)中完成礦石還原熔煉的全過(guò)程。工藝流程短，設(shè)備簡(jiǎn)單，但在應(yīng)用中存在能耗高、FEO渣嚴(yán)重侵蝕爐襯的問題，尚未解決。

兩步法將熔融還原過(guò)程分為固相預(yù)還原和熔態(tài)終還原，分別在兩種反應(yīng)中完成，提高了熔融還原過(guò)程的可用性，降低了渣中的FEO濃度，使熔融還原法取得了突破。

（2）根據(jù)能源使用情況，可分為氧煤法和電煤法。氧煤法依靠氧煤在高溫熔池或風(fēng)口區(qū)燃燒，提供過(guò)程中的熱量，以煤為還原劑。目前開發(fā)的大部分工藝都是氧煤法。

電煤法提供熔融還原過(guò)程所需的熱量。煤是一種還原劑。電熱轉(zhuǎn)換方法包括電弧放熱和等離子體技術(shù)。該方法僅適用于電力充足、價(jià)格低廉的地區(qū)

(3)根據(jù)預(yù)還原裝置的類型，可分為流化床法、垂直爐法、回轉(zhuǎn)窯法和閃速爐法。

(4)根據(jù)終還原裝置的類型，可分為垂直爐法、電流法和旋轉(zhuǎn)爐法。

還原爐通常采用粘土耐火磚，輕質(zhì)耐火磚作為保溫磚，保溫磚外層為石棉板或鋁硅酸棉保溫材料。但罐磚和罐磚推薦使用高鋁磚。爐拱頂可采用高鋁磚或高鋁耐火泥，爐頂鋪設(shè)50-100mm鋁硅酸棉作為保溫層。爐底煙道采用粘土耐火磚砌筑。

還原爐按設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行，從下到上，即從爐底到爐頂，保持水平，后封頂，筑爐時(shí)上下垂直無(wú)斜度。耐火磚接縫越小越好，內(nèi)表面無(wú)明顯凹凸。因此，要求爐內(nèi)使用的砂漿有一定的要求，并按一定的比例配合(原料和熟料各50%)，并且要調(diào)整均勻。砂漿中不允許夾帶生面或疙瘩，更不用說(shuō)異物了。

一般耐火磚接縫小于2mm，耐火磚表面的砂漿要刮掉，不允許滴漿。耐火磚不得淋雨、缺角、缺邊，損壞的耐火磚不得砌爐。

熔融還原爐使用的耐火材料滿足各部位的工作環(huán)境，延長(zhǎng)爐的使用壽命。(1)預(yù)還原爐的選材。要求:使其具有較高的抗剝落性、耐磨性和抗沖擊性，因此應(yīng)使用粘土耐火磚或高鋁耐火磚。(2)終還原爐的選材。要求:具備以下特點(diǎn):A.耐沖擊性和耐磨性；B.耐堿金屬腐蝕性；C.鐵的腐蝕性；D.鐵的流動(dòng)性和沖刷性。對(duì)于使用轉(zhuǎn)爐和電爐的裝置，其耐火材料主要是Mgo-C磚和Mgo-Cr2o。對(duì)于垂直爐和熔融還原爐裝置，耐火材料多為鋁碳磚、低蠕變高鋁耐火磚、碳磚和Al2o3-C-SiC磚。

熔融還原爐通常采用粘土耐火磚，輕質(zhì)耐火磚作為保溫磚，保溫磚外層為石棉板或鋁硅酸棉保溫材料。然而，罐磚和罐磚的理想效果是高鋁磚。爐拱頂可采用高鋁磚或高鋁耐火泥搗固，爐頂鋪設(shè)50-100mm鋁硅酸棉作為保溫層。爐底煙道采用粘土耐火磚砌筑。

需要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙自下而上修復(fù)爐子，即從爐底到爐頂，保持水平，終封頂，筑爐時(shí)上下垂直無(wú)斜度。耐火磚接縫越小越好，內(nèi)外無(wú)明顯凹凸現(xiàn)象。因此，要求爐內(nèi)使用的砂漿有一定的要求，并按一定的份額合作(原料和熟料各50%)，并均勻調(diào)整。砂漿中不允許夾帶生面或疙瘩，更不用說(shuō)異物了。

一般耐火磚接縫小于2mm，耐火磚表面的砂漿應(yīng)刮掉，不得有滴漿現(xiàn)象。耐火磚不能淋雨、缺角、缺邊，損壞的耐火磚不能砌爐。

熔融還原爐各部位的工作環(huán)境。

常見的熔融還原爐分為預(yù)還原爐和終還原爐。以下是兩種還原爐各部位的工作環(huán)境。

一、預(yù)還原爐。

該爐多采用豎爐和流化床。

預(yù)還原爐材料從上部進(jìn)入爐內(nèi)。由于高溫氣流的加熱和還原，材料自上而下的溫度逐漸升高。爐上部溫度為300℃400℃，爐中部溫度為400℃700℃，爐下部溫度為700℃900℃。同時(shí)，爐內(nèi)耐火材料始終受到材料的機(jī)械沖刷、高溫氣流沖刷和高溫?zé)嵴駝?dòng)的破壞。

二、終還原爐。

該爐多采用垂直爐、熔融還原爐、電爐或轉(zhuǎn)爐。

預(yù)還原材料進(jìn)入還原爐上部，溫度800℃900℃，開始軟化，達(dá)到爐中部溫度900℃1100℃。隨著溫度的持續(xù)升高，到達(dá)爐下部的溫度約為1500℃。爐上耐火材料承受機(jī)械沖刷、高溫氣流沖刷、熱振動(dòng)損傷和堿金屬侵蝕，爐中耐火材料承受渣鐵沖刷、氣流沖刷和堿金屬侵蝕，爐下耐火材料承受渣鐵腐蝕和流動(dòng)沖刷、熱應(yīng)力損傷和堿金屬侵蝕。

1、什么是鎂鉻磚？

　　鎂鉻磚以氧化鎂Mg0)和三氧化二鉻C,0為主要成分，方鎂石和尖晶石為主要礦物組分的耐火材料制品。這類磚耐火度高，高溫強(qiáng)度大，抗堿性渣侵蝕性強(qiáng)，熱穩(wěn)定性優(yōu)良，對(duì)酸性渣也有一定的適應(yīng)性。制造鎂鉻磚的主要原料是燒結(jié)鎂砂和鉻鐵礦。鎂砂原料的純度要盡可能高，鉻鐵礦化學(xué)成分的要求為：C,0,30%~45%,Ca0不大于1.0%~1.5%。制作鎂鉻磚的生產(chǎn)工藝與鎂質(zhì)磚大體相仿。為了消除磚在燒成過(guò)程中由于M0和C,0、A,0,或鐵的氧化物反應(yīng)生成尖晶石時(shí)的膨脹而引起的松散效應(yīng)，也可采用合成的共同燒結(jié)料制成鎂鉻磚。此外，還有不燒鎂鉻磚，例如，用無(wú)機(jī)鎂鹽溶液結(jié)合的不燒鎂鉻磚。不燒鎂鉻磚生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，成本低，熱穩(wěn)定性也好，但高溫強(qiáng)度遠(yuǎn)不及燒成磚。20世紀(jì)50年代末，發(fā)展出一種所謂“直接結(jié)合”鎂鉻磚。這種磚的特點(diǎn)是原料純，燒成溫度高，方鎂石、尖晶石等高溫相之間直接結(jié)合，硅酸鹽等低熔相為孤島狀分布，因此，顯著地提高了磚的高溫強(qiáng)度和抗渣性。

　　用鉻礦鎂砂共磨壓坯煅燒后制作的細(xì)粉，與鎂砂粗顆粒配合制磚的方法，是消除松散效應(yīng)的有效措施。用這種方法制成的鎂鉻磚，同普通鎂鉻磚相比，磚的氣孔率低，耐壓強(qiáng)度、荷重軟化溫度和抗折強(qiáng)度均較高。用鉻礦菱鎂礦粉壓坯，經(jīng)高溫煅燒的合成鎂鉻砂制成的鎂鉻磚，抗渣性和高溫強(qiáng)度均比其他鎂鉻磚好。

　　此外，還有用電孤爐熔融鎂鉻料直接澆鑄而得的熔鑄鎂鉻磚用電熔鎂鉻料按制磚工藝生產(chǎn)的熔粒再結(jié)合鎂鉻磚等。

　　鎂鉻磚主要用于治金工業(yè)，如構(gòu)筑平爐爐頂、電爐爐頂、爐外精煉爐以及各種有色金屬治煉爐。超高功率電爐爐壁的高溫部位采用熔鑄鎂鉻磚，爐外精煉爐高侵蝕區(qū)采用合成料制成的鎂鉻磚，有色金屬閃速熔煉爐高侵蝕區(qū)采用熔鑄鎂鉻磚、合成料制成的鎂鉻磚。此外，鎂鉻磚還用在水泥回轉(zhuǎn)窯燒成帶和玻璃窯的蓄熱室等部位。

　　2、鎂鉻磚按生產(chǎn)方法有哪些分類？

　　鎂鉻磚是含Mg055%~80%、C,038%~20%的堿性耐火材料制品，以方鎂石、復(fù)合尖晶石及少量硅酸鹽相所構(gòu)成。復(fù)合尖晶石包括MgAl2O4、MgFe2O4、MgCr2Oa和FeAl,O,等尖晶石固溶體。

　　鎂鉻磚在20世紀(jì)60年代以后由于原料純度和燒成溫度的提高而得到迅速發(fā)展，目前鎂鉻磚按生產(chǎn)方法的不同可分為普通磚、直接結(jié)合磚、共同燒結(jié)磚、再結(jié)合磚和熔鑄磚等。

　　(1)普通鎂鉻磚

　　這是傳統(tǒng)產(chǎn)品，以鉻礦做粗顆粒，鎂砂做細(xì)粉。或者是兩種材料采用級(jí)配顆粒組成，燒成溫度一般為1550~1600℃。這種磚的顯微結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為鉻礦顆粒和方鎂石之間很少直接結(jié)合，多為硅酸鹽(CMS)膠結(jié)或裂隙隔離；方鎂石中脫溶相少，基質(zhì)中很少直接結(jié)合，這種磚的力學(xué)性能差，抗渣蝕性能差。http://www.nhjzl.com/news/mgbgh.html

　　(2)直接結(jié)合鎂鉻磚

　　直接結(jié)合鎂鉻磚是在普通鎂鉻磚的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，其生產(chǎn)特點(diǎn)主要有兩點(diǎn)，一是采用較純的原料，二是采用較高的燒成溫度。所謂的直接結(jié)合是指磚中鉻礦顆粒與方鎂石之間有較多的直接接觸，因?yàn)樵现?02較少（控制在1%~25%以下），硅酸鹽生成量少，通過(guò)高溫?zé)墒侄问构杷猁}擠壓到固相顆粒的角落里。從而提高固相的直接結(jié)合。

　　隨和-耐火材料refractory:

　　直接結(jié)合鎂鉻磚由于直接結(jié)合程度高，從而使磚具有較高的高溫強(qiáng)度、抗渣性、抗侵蝕、耐沖刷、耐腐蝕及優(yōu)良的熱震穩(wěn)定性和在1800℃下的體積穩(wěn)定性。

　　(3)共同燒結(jié)的鎂鉻磚

　　這種制品生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)是將按一定配比的鎂砂和鉻礦細(xì)粉的混合料高溫爐燒，實(shí)現(xiàn)生成二次尖晶石和鎂砂.鉻礦直接結(jié)合為目的的固相反應(yīng)，制取共同燒結(jié)料，用此料制造燒成制品或化學(xué)結(jié)合制品。

　　共同燒結(jié)鎂鉻磚的直接結(jié)合和顯微結(jié)構(gòu)的均一性較直接結(jié)合磚更好，方鎂石脫溶相和晶間二次尖晶石量更多，共同燒結(jié)鎂鉻磚具有一系列較直接結(jié)合磚更好的性能，尤以高溫強(qiáng)度、耐溫度急變性和抗渣性著稱。

　　共同燒結(jié)磚還可以分為兩個(gè)品種，一是全共同燒結(jié)磚，顆粒和細(xì)粉全系共同燒結(jié)料，無(wú)論是燒成或化學(xué)結(jié)合的其顯微結(jié)構(gòu)基本上是相似的：二是部分共同燒結(jié)磚，配料中有一部分，比如粗顆粒用共同燒結(jié)料，而細(xì)粉部分可用細(xì)鉻礦和鎂砂紙粉按一定比例混合配入磚中，這樣燒成的和化學(xué)結(jié)合的制品便在顯微結(jié)構(gòu)上有所差異。

　　(4)再結(jié)合鎂鉻磚

　　以電熔法使鎂鉻混合粉料熔融，通過(guò)熔體析晶，形成顯微結(jié)構(gòu)相當(dāng)均勻的、以鎂鉻尖晶石和方鎂石混晶為主要相組成的原料，把這種電熔鎂鉻料粉碎成一定顆粒粒度，混合成型，經(jīng)燒成以制備再結(jié)合磚，或直接用做化學(xué)結(jié)臺(tái)磚。

　　再結(jié)合磚的顯微結(jié)構(gòu)特征是高度的直接結(jié)合和含有大量的尖晶石脫溶相：含有大量脫溶相的基晶，從本質(zhì)上改變了方鎂石的物理化學(xué)性質(zhì)，如降低熱膨脹系數(shù)、提高抗熱震性，改善對(duì)酸堿性渣侵蝕的抵抗能力。再結(jié)合磚有同熔鑄磚使用效果相似的性狀，但有比熔鑄磚更好的耐溫度急變性和更均勻的顯微結(jié)構(gòu)。

　　再結(jié)合鎂鉻磚為氣孔分布均勻地細(xì)?；|(zhì)，并具有微小裂紋，對(duì)溫度急變的敏感性優(yōu)于熔鑄轉(zhuǎn)。制品高溫性能介于熔鑄磚和直接結(jié)合磚之間。

　　(5)熔鑄鎂鉻磚

　　把鎂砂和鉻和礦混合物置于電弧爐內(nèi)完全熔融，然后將熔體注入耐火鑄模內(nèi)鑄造成型。在凝固過(guò)程中生成穩(wěn)定的方鎂石和尖晶石晶相，同時(shí)形成細(xì)致的結(jié)晶組織，所以熔鑄鎂鉻磚具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度和抗渣蝕性。

　　熔鑄鎂鉻磚和電熔鎂鉻料一樣，具有高度的直接結(jié)合和含有大量的尖晶石脫溶相，這種制品致密度高，熔渣不易滲透，故抗渣性能比直接結(jié)合磚更好，但抗熱震性比以上兩種制品差。

　　(6)預(yù)反應(yīng)鎂鉻磚

　　以輕燒鎂粉和鉻鐵礦為原料，經(jīng)共同細(xì)磨成粒度小于0.088mm細(xì)粉，壓成荒坯或球，在1750-1900℃鍛燒成預(yù)反應(yīng)燒結(jié)料，再按常規(guī)制磚工藝生產(chǎn)，破碎、混煉、高壓成型并在16001780℃下燒成制得。預(yù)反應(yīng)鎂鉻磚的主要礦物組成為方鎂石、尖晶石和少量硅酸鹽，晶間直接結(jié)合程度高。該制品組織結(jié)構(gòu)致密，成分均勻，氣孔率低，高溫強(qiáng)度大，抗渣性好，抗熱震性較好，可用于VOD爐、F,爐等爐外精煉設(shè)備的渣線部位。

1 范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鎂鉻磚的分類、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、質(zhì)量評(píng)定程序、包裝、標(biāo)志、運(yùn)輸、儲(chǔ)存及質(zhì)量證明書。本標(biāo)準(zhǔn)適用于有色冶煉爐、煉鋼精煉爐、水泥回轉(zhuǎn)窯等工業(yè)窯爐用燒成鎂鉻磚

2 規(guī)范性引用文件

下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T 2992.1 耐火磚形狀尺寸 第1部分：通用磚

GB/T 2997 致密定形耐火制品體積密度、顯氣孔率和真氣孔率 試驗(yàn)方法

GB/T 5070 含鉻耐火材料化學(xué)分析方法

GB/T 5072 耐火材料 常溫耐壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法

GB/T7321 定形耐火制品試樣制備方法

GB/T 10325 定形耐火制品驗(yàn)收抽樣檢驗(yàn)規(guī)則

GB/T 10326 定形耐火制品尺寸、外觀及斷面的檢查方法

GB/T 16546 定形耐火制品包裝、標(biāo)志、運(yùn)輸和儲(chǔ)存

GB/T 17912 回轉(zhuǎn)窯用耐火磚形狀尺寸

GB/T 18257 回轉(zhuǎn)窯用耐火磚熱面標(biāo)記

GB/T 20511 耐火制品分型規(guī)則

YB/T 370 耐火制品荷重軟化溫度試驗(yàn)方法（非示差一升溫法）

YB/T376.1 耐火中頻抗熱震性實(shí)驗(yàn)方法（水急冷法）

YB/T376.2 耐火制品抗熱震性實(shí)驗(yàn)方法（空氣急冷法）

3 術(shù)語(yǔ)和定義 GB/T 10325 界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件

3.1 直接結(jié)合鎂鉻磚 是指以高純度鎂砂和鉻精礦為主要原料制成的耐火制品

3.2 電熔再結(jié)合鎂鉻磚 是指以電熔鎂鉻砂為主要原料制成的耐火制品

3.3 電熔半再結(jié)合鎂鉻磚 是指以電熔鎂鉻砂和燒結(jié)鎂砂、鉻鐵礦或者預(yù)反應(yīng)鎂鉻砂制成的耐火制品

3.4 普通鎂鉻磚 是指以普通鎂砂和一般耐火級(jí)鉻礦為原料制成的耐火制品。