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將鋼包熔池用耐火材料采用鎂質(zhì)與鎂橄欖石質(zhì)復(fù)合替代目前使用的工作層鎂鋁磚和永久層高鋁澆注料，可達到保溫、擴容，減重的目的。在定形鎂橄欖石質(zhì)隔熱磚中，其菱鎂礦粒度的大小對隔熱磚的性能也起到了關(guān)鍵的作用，以下是經(jīng)過試驗分析可知，菱鎂礦粒度對鎂橄欖石質(zhì)隔熱磚性能影響。
(1) 實驗配方
菱鎂礦由于從600℃開始分解，產(chǎn)生CO2氣體逸出，在試樣內(nèi)部留下氣孔，從而可提高試樣的氣孔率，因此菱鎂礦可作為造孔劑使用。同時菱鎂礦的粒度對試樣的氣孔大小與分布也具有一定的影響。以高純鎂砂(3-1mm)、鎂橄欖石(≤1mm)為主要原料，硅微粉(≤0.045mm)作為細粉，亞硫酸紙漿廢液作為結(jié)合劑，研究菱鎂礦不同粒度對鎂橄欖石隔熱磚性能影響。實驗配方見表1。
表1實驗配方/w%
按表1配比進行配料，按2.2.1所述工藝流程進行成型后于1550℃×3h燒成，檢測燒后試樣的顯氣孔率、體積密度、常溫耐壓強度。利用掃描電鏡觀察試樣的微觀結(jié)構(gòu)，氣孔大小及分布。
(2) 物理性能檢測
圖1-圖2是菱鎂礦粒度對鎂橄欖石質(zhì)隔熱磚顯氣孔率與體積密度的影響。
圖1菱鎂礦粒度對顯氣孔率影響
圖2菱鎂礦粒度對體積密度影響
由圖1和圖2可見，隨著菱鎂礦粒度的降低，試樣的顯氣孔率降低，體積密度逐漸增大。由于燒成過程中菱鎂礦分解，引入的菱鎂礦粒度越小，在制品中分散的越均勻，分解后越易于與硅微粉反應(yīng)生成鎂橄欖石，在基質(zhì)形成微小的氣孔越多，孔徑越小，從而降低試樣氣孔率，提高體積密度。
圖3是試樣在1550℃×3h燒成后，菱鎂礦粒度對常溫耐壓強度的影響。
圖3菱鎂礦粒度對常溫耐壓強度影響
由圖3可見，降低菱鎂礦的粒度，試樣的常溫耐壓強度逐漸增大。當(dāng)菱鎂礦的粒度≤0.075mm時，試樣的耐壓強度達到最大值。這是由于當(dāng)菱鎂礦以較小粒度引入時，均勻的分散于基質(zhì)中，經(jīng)燒成分解后在試樣內(nèi)部形成微小的封閉氣孔，從而提高了試樣的強度。
(3) 顯微結(jié)構(gòu)分析
圖4是添加不同粒度菱鎂礦試樣的顯微結(jié)構(gòu)照片圖。其中圖4(a)-圖4(d)是菱鎂礦分別以(a)3-1mm、(b)1-0.15mm、(c)0.15-0.075mm和(d)≤0.075mm的粒度引入試樣。
圖4菱鎂礦不同粒度試樣SEM圖(50×)
由圖4可見，隨著菱鎂礦粒度的降低，試樣中氣孔孔徑逐漸變小，且分布均勻。圖4(a)和圖4(b)中，試樣的氣孔較大，形成貫通氣孔，且分布不均勻。而圖4(c)和圖4(d)中氣孔較小。這是由于當(dāng)菱鎂礦以較大粒度引入時，隨試樣燒成的進行，菱鎂礦分解，產(chǎn)生碎裂，二氧化碳氣體放出，造成試樣中形成較大的貫通氣孔。而菱鎂礦以細粉形式引入時，經(jīng)過混煉后均勻的分布于基質(zhì)中，隨著菱鎂礦的分解，氣體放出后形成的方鎂石與基質(zhì)中硅微粉反應(yīng)生成鎂橄欖石，在基質(zhì)中形成微孔，從而提高體積密度和常溫耐壓強度。這與對試樣的物理性能檢測相一致。
綜上所述，選擇粒度為≤0.075mm菱鎂礦進行下一步實驗。
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