耐火制品的性能取決于其組成與結(jié)構(gòu)，而組成與結(jié)構(gòu)又由原料和制備工藝所決定。為此，將著重介紹鎂鉻耐火制品的常見種類與特征，原料和工藝條件對鎂鉻制品性能的影響。
3.1鎂鉻耐火制品的種類與特征
自1915年生產(chǎn)鎂鉻磚以來，鎂鉻磚的生產(chǎn)用原料和工藝在不斷改進(jìn)。鎂鉻耐火制品的品種也日益豐富，有硅酸鹽結(jié)合鎂鉻磚、直接結(jié)合鎂鉻磚以及優(yōu)質(zhì)鎂鉻磚，如熔鑄鎂鉻磚、電熔再結(jié)合鎂鉻磚、半再結(jié)合鎂鉻磚以及全合成鎂鉻磚等。現(xiàn)就常用鎂鉻磚的制備、特點(diǎn)和顯微結(jié)構(gòu)特征總結(jié)如下。
3.1.1硅酸鹽結(jié)合鎂鉻磚
硅酸鹽結(jié)合鎂鉻磚(Silicate Bonded Magnesia-chrome Brick)又稱普通鎂鉻磚。這種磚是由雜質(zhì)（主要是SiO2與CaO)含量較高的鉻礦與鎂砂制成的，燒成溫度不高，在1550℃左右。其顯微結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為：耐火物晶粒之間由熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)低的硅酸鹽相結(jié)合在一起，故稱之為硅酸鹽結(jié)合鎂鉻磚。硅酸鹽結(jié)合鎂鉻磚的典型顯微結(jié)構(gòu)照片如圖3-1所示。
在圖3-la中，灰色顆粒為鎂砂，白色的中顆粒為鉻礦。在圖3-lb中，白色顆粒為鉻礦，灰色渾圓狀顆粒為鎂砂，由于該硅酸鹽結(jié)合鎂鉻磚燒成溫度高，大于1580℃，因此，鎂砂顆粒內(nèi)包含有大量的尖晶石脫溶相。由圖3-1可知：硅酸鹽結(jié)合鎂鉻磚的基質(zhì)中主晶相為粒狀方鎂石，鎂砂和鉻礦顆粒間或各自顆粒間則多以灰白色薄膜狀硅酸鹽（CMS)膠結(jié)相或?yàn)闅饪姿綦x，其次有少量的復(fù)合尖晶石（白色）填充于方鎂石晶間，但直接結(jié)合程度很低。基質(zhì)為較致密的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，氣孔多為條狀，少部分呈封閉趨勢。由于硅酸鹽結(jié)合的顯微結(jié)構(gòu)特征不利于普通鎂鉻耐火制品的高溫力學(xué)性能和抗化學(xué)侵蝕性能，因此硅酸鹽結(jié)合鎂鉻磚通常用于對性能要求不苛刻的部位。
3. 1.2直接結(jié)合鎂鉻磚
直接結(jié)合鎂磚（Direct Bonded Magnesia-chrome Bripk)是在硅酸鹽結(jié)合鎂鉻磚的基礎(chǔ)上，盡可能降低原料中雜質(zhì)（尤其是SiO2和CaO的含量）的含量，即采用雜質(zhì)含量較低的鉻精礦和較純的鎂砂為原料制備而成的鎂鉻磚。由于磚中的雜質(zhì)含量低，故多采用高溫?zé)桑蓽囟韧ǔＴ?700℃以上）。由于采用了純度較高的原料，因此磚中的硅酸鹽結(jié)合相數(shù)量減少，雜質(zhì)含量少，耐火物晶粒之間多呈直接接觸，故稱之為直接結(jié)合鎂鉻磚。直接結(jié)合鎂鉻磚的典型顯微結(jié)構(gòu)照片如圖3-2所示。
從圖3-2中可以明顯看出，直接結(jié)合鎂鉻磚基質(zhì)中的主晶相仍為粒狀方鎂石，其晶內(nèi)亦包含有大量的尖晶石脫溶相（方鎂石晶粒內(nèi)的白色析出物）其次有少量的復(fù)合尖晶石（白色）和灰白色薄膜狀硅酸鹽相填充于方鎂石晶間。主晶相方鎂石主要通過方鎂石-方鎂石、方鎂石-鉻礦（復(fù)合尖晶石）結(jié)合在一起，即晶粒間以直接結(jié)合為主；另一部分則通過少量的硅酸鹽相薄膜膠結(jié)在一起。直接結(jié)合的顯微結(jié)構(gòu)特點(diǎn)顯著提高了該種鎂鉻磚的高溫性能、抗侵蝕與抗沖刷，使其成為目前應(yīng)用較普遍的一種鎂鉻磚。直接結(jié)合鎂鉻磚在有色冶煉爐、水泥窯等使用條件苛刻的部位均得到了廣泛應(yīng)用。