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由于镁质耐火材料具有良好的耐高温、抗渣侵性能,而使其在冶金领域得到了广泛的应用。但是,镁质耐火材料的抗渣渗透性能和热稳定性能较差,影响了其使用效果。
本研究以浸渍ZrOCl2溶液的方法向镁质耐火材料中引入ZrO2,考察了浸渍ZrOCl2溶液的浓度对镁质耐火材料抗渣性、抗氧化性和抗热震性能的影响,并讨论了其机理。得到如下结论:
(1)ZrOCl2·8H2O在320℃之前失去结晶水,分解成为ZrO2。
(2)浸渍ZrOCl2溶液后,随着浸渍液浓度的增加,镁砖的增重量变大;镁砖的气孔率减小;ZrO2存在于镁砖的气孔中。
(3)对于未浸渍的试样,渣中的CaO和SiO2主要与镁砖反应生成了CaMgSiO4。而浸渍ZrOCl2溶液的试样其反应产物除了CaMgSiO4外,还有CaZr4O9相和ZrO2相,距离渣面一定距离处产生Zr元素的富集,提高了试样的抗渣性。
(4)渣侵反应时,ZrO2和CaO反应形成立方固溶体,根据相图降温过程中,发生Cub ss→Mon ss+CaZr4O9反应(Cub ss为立方固溶体,Mon ss为单斜固溶体)。
(5)浸渍 ZrOCl2溶液后,镁质耐火材料的抗氧化性能和抗热震性能提高。