早在1868年,卡倫(Caron)就對鎂質(zhì)耐火磚的制造方法作了介紹,1880~1882年,奧地利則采用斯蒂爾(Styrian)菱鎂礦制成了鎂磚。從此以后,鎂磚的應(yīng)用便迅速增加。1900~1930年,鎂磚已廣泛應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐、平爐、混鐵爐和水泥窯上。20世紀(jì)30年代后期從海水、鹽湖等人工提取MgO制造鎂磚也開始實(shí)施了。那時(shí),鎂質(zhì)耐火磚雖然解決了當(dāng)時(shí)冶金的迫切問題,但由于它們對溫度急變十分敏感,因而不能在突出的部位使用。否則易于產(chǎn)生剝落,導(dǎo)致過快損壞。此外,那時(shí)鎂磚存在的另一個(gè)問題,是長時(shí)間在高溫下收縮大,往往導(dǎo)致事故發(fā)生。
從20世紀(jì)60年代初開始,由于需要提高氧氣轉(zhuǎn)爐爐襯壽命(當(dāng)時(shí)轉(zhuǎn)爐煉鋼已占較大比例),研制鎂磚的改良品種便成為一個(gè)迫切的課題。此外,由于冶煉條件的強(qiáng)化,操作溫度達(dá)到1800~1900℃,認(rèn)為只有鎂質(zhì)或者鎂基耐火磚才能與之相適應(yīng)。
雖然認(rèn)為提高耐火磚抗侵蝕性的一個(gè)十分普遍的方法是降低耐火磚的氣孔率,特別是顯氣孔率,以便阻止熔渣向耐火磚內(nèi)部的氣孔中滲透。正是基于這一點(diǎn),所以耐火磚生產(chǎn)工藝過程歷來總是將注意力放在謀取材料密度上。為了達(dá)到這一目標(biāo),可通過選用理想的顆粒組成、提高成型壓力和燒成溫度(對于燒成耐火制品)理想的顆粒組成、提高成型壓力和燒成溫度(對于燒成耐火制品)或通過優(yōu)化顆粒分布(PSD),正確選用結(jié)合系統(tǒng)以及超細(xì)粉的應(yīng)用等(對于耐火澆注料),以便能使材料獲得更好的綜合性能,從而達(dá)到限制熔渣向耐火磚內(nèi)部的氣孔中滲透和減少有害介質(zhì)與耐火磚表面反應(yīng)之目的。
然而,MgO質(zhì)耐火磚是由鎂砂顆粒構(gòu)成的,因而存在較高的氣孔率,即使選用優(yōu)質(zhì)的鎂砂原料并按上述工藝進(jìn)行生產(chǎn),顯氣孔率也仍然在10%~20%之間。顯然,在操作溫度下,熔渣和有害氣體都將滲誘講人其內(nèi)部的氣孔中。何況.組成鎂質(zhì)耐火磚的主晶相,往往被硅酸鹽相或鐵鋁酸鹽(例如CMS、C3MS2或C2F、CA或C3A、C4AF)等所包覆著,由于它們都是低熔點(diǎn)物相,在高溫條件下,它們往往成為熔渣入侵的通道,結(jié)果則加速了材料的蝕損。
由此可見,鎂質(zhì)耐火磚的改良,盡可能使用純凈原料,但這與成本有關(guān)。因而其研究的重點(diǎn)是如何減少低熔點(diǎn)成分的有害程度。在AI2O3和Fe2O3的含量相當(dāng)?shù)偷那闆r下,則應(yīng)將高純鎂砂中的CaO/SiO2調(diào)整到3:1,因?yàn)?/span>MgO—CaO—C3S的分解熔融溫度為1800℃,可減少低于此溫度的液相含量。其次,假定有液相存在,為了減少其影響,就應(yīng)當(dāng)控制其分布狀態(tài)。在這種情況下,就是使液相孤立存在,不潤濕方鎂石晶體。
現(xiàn)在,鎂質(zhì)耐火磚的技術(shù)水平已經(jīng)達(dá)到了很高的程度,鎂基復(fù)相堿性耐火磚也由過去的MgO質(zhì)、Mso—CaO質(zhì)、MgO—Cr2O3質(zhì)和MgO—A12O3,質(zhì)四大系列,發(fā)展到許多品種系列。
不過,在20世紀(jì)80年代后期,鎂鉻磚的使用開始下降。目前,除了一些特殊高溫爐窯采用鎂鉻磚筑襯外,都不采用鎂鉻磚磚筑襯了。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的直接原因是在生態(tài)學(xué)上有害的CrO3+形成于耐火磚的相界,在鉻礦與堿、CaO、BaO和SiO2等氧化物接觸時(shí)cr3+一cr6+的轉(zhuǎn)變在空氣中加快,它對人們的健康有害。因此,各國都主張限制甚至取消鎂鉻磚的生產(chǎn)和應(yīng)用。