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白云石粉為代表的白云石質(zhì)耐火材料為1879年托馬斯轉(zhuǎn)爐發(fā)明以來(lái)傳統(tǒng)的耐火材料,如前面所述,它屬于作為耐火磚的新的耐火材料材質(zhì),為即古老又年輕的耐火材料。為人人皆知的平爐、電爐的爐底料、修補(bǔ)料頻繁使用的耐火材料。作為耐火磚的白云石質(zhì)耐火材料,當(dāng)時(shí)在幾乎不使用的理由除了沒(méi)有托馬斯轉(zhuǎn)爐之外,還存在著日本本土高溫多濕的氣候的地方較多,也就是說(shuō),是由于生白云石(CaCO3、MgCO3)的燒成所產(chǎn)生游離石灰(free CaO)引起水化崩壞現(xiàn)象的原因所產(chǎn)生的。
白云石粉末還可以用作煉鐵高爐堵孔材料 據(jù)報(bào)道,武鋼曾把原礦粒度為0~30mm的白云石直接作為高爐鐵水孔堵孔材料。如果將白云石粉體燒白作為煉鋼高爐鐵水孔堵孔材料,效果比直接用作鐵水孔堵孔材料更好。生產(chǎn)碳酸鎂要求白云石的化學(xué)成分(%)如下:MgO>18,CaO>29,SiO2<4,對(duì)k2o、na2o及酸不溶物含量無(wú)確定要求。目前國(guó)內(nèi)普遍采用白云石碳化法生產(chǎn)輕質(zhì)碳酸鎂。
由于白云石粉中含有云母、石英、滑石、粘土及含鐵礦物等雜質(zhì),因而SiO2、Al2O3和Fe2O3 在白云石中是不可避免的,有時(shí)還含有Mn3O4。上述雜質(zhì)氧化物均為易熔成分,少量存在能促進(jìn)白云石的燒結(jié),提高白云石砂的抗水化能力。但雜質(zhì)的存在對(duì)白云石質(zhì)耐火材料使用性能的影響也是十分明顯的。白云石高溫下分解成CaO和MgO,它們能與Al2O3、Fe2O3、SiO2等形成一系列礦物:鐵鋁酸四鈣(C4AF,熔點(diǎn)1415℃)、鐵酸二鈣(C2F,1436℃分解)、 鋁酸三鈣(C3A,1545℃分解)以及硅酸二鈣(C2S,熔點(diǎn)2130℃)和硅酸三鈣(C3S,1900℃分解)。
白云石燒結(jié)的特點(diǎn)主要取決于煅燒溫度、時(shí)間和雜質(zhì)組成及含量。遼陽(yáng)石英砂白云石在1700?1800℃溫度下煅燒后,方鈣石、方鎂石晶粒尺寸長(zhǎng)大,使體積穩(wěn)定,密度提高,一般可達(dá)3.0~3.4g/cm3,有抗水化能力。為達(dá)到一定的體積密度,石英砂廠家可以采取提高煅燒溫度或者延長(zhǎng)燒結(jié)時(shí)間的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。天然白云石煅燒過(guò)程中產(chǎn)生的雜質(zhì)氧化物SiO2、Al2O3、Fe2O3等與CaO反應(yīng),形成一系列含鈣化合物,并隨溫度升高伴有液相產(chǎn)生,最終實(shí)現(xiàn)天然白云石在液相參與下的燒結(jié)。
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