镁砖的生产工艺

镁砖的生产工艺过程是生产镁质耐火材料乃至碱性耐火材料的基础。高纯镁砖、直接结合镁铬砖等的生产工艺过程与之相类似，只是所用原料种类、纯度、成型压力及烧成温度等参数不同而已。以下主要介绍镁砖的生产工艺。
1 原料的要求
我国制造镁砖的主要原料是普通烧结镁砂。这种镁砂是在竖窑中分层加人菱镁矿和焦炭进行煅烧制得的。因此，SiO2和CaO含量，尤其是SiO2要比菱镁矿中的高。对其要求主要为化学组成和烧结程度。一般要求化学组成应为MgO含量大于87％，CaO含量小于.5％，SiO2含量小于5.0％，同时要求烧结良好，密度应不低于3.18 g／cm3，灼减小于0.3％，没有瘤状物，黑块越少越好。
2 颗粒组成及配料
颗粒组成则应符合最紧密堆积原理和有利于烧结。临界粒度根据镁砂烧结程度和砖的外观尺寸及单重而定，可选择4 mm、3 mm、2.5 mm、2 mm。制造单重大的耐火砖，临界粒度可适当增大。粒度组成一般为：临界粒度至0.5 mm的占55％～60％，0.5～0.088 mm的占5％～10％，小于0.088 mm的占35％～40％。
在生产中，也可以加入部分破碎后的废砖坯，其加入量一般不超过15％，或者在成型过程中将废砖坯捣碎，直接掺到泥料中进行成型。
结合剂采用亚硫酸纸浆废液(密度为1.2～1.25 g／cln3)或者MgCl2水溶液(卤水)。
3 混练
在轮辗机或混砂机中进行，加料顺序为：颗粒料→纸浆废液→细粉，全部混合时间不低于10 min。由于限制原料的CaO量，并提高了镁砂的烧结程度，一般都取消了困料工序。
4 成型
烧结镁砂是瘠性物料，且坯体水分含量少，一般不会出现因气体被压缩而产生的过压废品，因此，可采用高压成型，使坯体密度达2.95 g／cm3以上。这有利于改善耐火砖的性能。
5 干燥
坯体在干燥过程中，所发生的物理化学变化包括水分的蒸发和镁砂的水化两个过程。水分排除的最初阶段需要较高的温度，但是高温又会加速镁砂的水化，使坯体开裂。特别是在干燥后期，由于导热的影响大于湿传导的影响，所以，过高的温度反而不利于水分的排除。隧道干燥器中，干燥介质的人口温度一般控制在100～120℃，废气出口温度一般控制在40～60℃。为了保证坯体干燥后具有一定的强度，坯体干燥后应保持有0.6％左右的水分。
干燥过程中经常出现的废品是网状裂纹，这主要是由于成型后的坯体生成大量水合物所致，但如果控制得当，一般不会出现废品，坯体干燥后应及时装窑烧成，以免吸潮粉化。
6 烧成
镁砖的烧成可以在倒焰窑或隧道窑中进行。它们的荷重软化温度较低，同时在结合剂失去作用后坯体强度较低，所以，砖垛不宜太高，一般在0.8 m左右。
由于物料在煅烧过程中所发生的物理化学变化在原料煅烧过程中已基本完成，耐火砖的主要矿物组成可以认为与烧结镁石基本相同，只是反应接近平衡的程度和矿物成分分布的均匀性有所提高。其烧成制度的制定主要从烧成过程物理水的排除、水解产物的分解和坯体在不同温度下的结合强度几方面考虑。200℃以下，主要是水分的排除，升温速度不宜太快；400—600℃水化产物的分解，结构水析出，升温速度要适当降低；600～1000℃结合剂失去结合作用，而液相尚未生成，坯体主要靠颗粒间的摩擦力来维持，强度较低，升温速度不宜太快；1200～1500℃液相开始出现，并形成陶瓷结合，升温速度可适当提高；1500℃以上至最终烧成温度，陶瓷结合已较完整，坯体强度较大，升温速度可加快。烧成最终温度下的保持时间视耐火砖大小而定。
为了防止生成FeO—MgO固溶体，使氧化铁生成MF。这样既能促进耐火砖烧结，又不显著降低耐火性能，故一般采用弱氧化气氛烧成。
冷却时，在液相凝固前砖坯具有缓冲应力的能力，冷却速度可以很高，但液相凝固后，砖坯的塑性已经消失，为避免裂纹的产生，冷却速度不宜太快。但800℃以下可采用快冷。