陳 歡，翁小燕，汪 強(qiáng)

（1.浙江銘德新材科技有限公司，浙江 湖州 313000；2.浙江紅鷹集團(tuán)股份有限公司，浙江 湖州 313000）

近年來，我國(guó)鋼鐵工業(yè)不斷發(fā)展，不銹鋼和各種潔凈鋼產(chǎn)能不斷擴(kuò)大，對(duì)優(yōu)質(zhì)的堿性耐火材料的需求不斷增長(zhǎng)，對(duì)鎂鈣磚需用量水漲船高，鎂鈣磚被廣泛應(yīng)用于AOD爐、VOD和LF爐等鋼鐵冶煉中的精煉設(shè)備中，近年來，由于水泥窯磚無鉻化的要求，鎂鈣磚在水泥窯爐中也日益得到推廣和使用。

鎂鈣磚目前主要有燒成鎂鈣磚、不燒鎂鈣磚和含碳鎂鈣磚三種，以燒成鎂鈣磚性能最為優(yōu)異，使用最為廣泛。下文所述鎂鈣磚均為燒成鎂鈣磚。

鎂鈣磚的優(yōu)點(diǎn)和致命缺點(diǎn)：

鎂鈣磚的主要礦物MgO和CaO都是高溫礦物，其中MgO的熔點(diǎn)為2800℃，CaO的熔點(diǎn)為2570℃，MgO和CaO在高溫下不生成二元復(fù)合礦物，二者的最低共熔點(diǎn)為2370℃，MgO和CaO還具有良好的高溫穩(wěn)定性，因此，MgO和CaO賦予了鎂鈣磚優(yōu)異的耐高溫性能。主要表現(xiàn)為如下幾點(diǎn)：

（1）良好的耐高溫性能。

（2）抗渣侵蝕性能好。

（3）高的抗熱震性能。

（4）良好的體積穩(wěn)定性能。

（5）可以凈化鋼水。

但是因鎂鈣磚中含有游離CaO，無論是生產(chǎn)場(chǎng)所還是使用場(chǎng)所，自然環(huán)境中的水份無處不在，游離CaO不可避免的會(huì)接觸到外界水分，從而導(dǎo)致鎂鈣磚發(fā)生水化，造成鎂鈣磚結(jié)構(gòu)疏松，各項(xiàng)使用性能下降甚至喪失性能導(dǎo)致直接報(bào)廢，給生產(chǎn)方或使用方帶來巨大損失。因此，提高鎂鈣磚的抗水化性能是鎂鈣磚生產(chǎn)和使用中涉及到的主要技術(shù)問題之一。

鎂鈣磚的水化機(jī)理：

游離CaO與水發(fā)生如下反應(yīng)：CaO+H2O→Ca（OH）2這是自發(fā)的反應(yīng)，只要遇到水或者水蒸氣，反應(yīng)就會(huì)不可避免的發(fā)生，一直延續(xù)到547℃。當(dāng)此反應(yīng)發(fā)生后，鎂鈣磚基體中CaO結(jié)構(gòu)單元發(fā)生瓦解，生成了四個(gè)Ca（OH）2結(jié)構(gòu)單元，基體體積增大，造成鎂鈣磚的粉化。

鎂鈣磚的游離CaO含量越高，抗水化性能就越差提高鎂鈣磚抗水化性能的途徑：一是盡量減少鎂鈣磚中的游離CaO含量；二是避免鎂鈣磚與外界水分接觸。提高鎂鈣磚的抗水化能力，有一個(gè)選擇是通過原料，主要指通過鎂鈣砂的改性來改善抗水化性能，采用加入改性劑或表面覆蓋的辦法，價(jià)格十分昂貴，效果有限，對(duì)于不生產(chǎn)原料，以采購原料加工為主的耐火材料生產(chǎn)企業(yè)根本不適用。

圖1 鎂鈣磚生產(chǎn)工藝流程

鎂鈣磚的生產(chǎn)工藝：以鎂鈣砂或白云石砂、電熔鎂砂、燒結(jié)鎂砂等為原料，結(jié)合劑可選用液體石蠟或無水樹脂，考慮性價(jià)比，以液體石蠟應(yīng)用最為廣泛。鎂鈣磚的顆粒級(jí)配的臨界粒度以磚型大小進(jìn)行選擇，最大粒徑10cm，骨料一般選擇鎂鈣砂料，電熔鎂砂或高純鎂砂做細(xì)粉，采用熱態(tài)混料，熱態(tài)成型，在隧道窯內(nèi)燒成，燒成后的磚主要進(jìn)行在浸蠟處理，目的是將磚樣密封提高其抗水化性能，對(duì)因燒成而變形的磚塊打磨至標(biāo)準(zhǔn)尺寸，密封包裝入庫。

1 原料制備階段的防水化處理

因?yàn)樽匀唤缰械乃轃o處不在，潮濕氣候尤甚，所以鎂鈣磚的生產(chǎn)過程中各個(gè)環(huán)節(jié)都要防止水化，從原料的儲(chǔ)運(yùn)和保存開始，就需要對(duì)原料進(jìn)行有效的防水化保存，如使用密封桶，多層塑料袋等措施。特別要注意的是對(duì)于細(xì)粉的保存，因?yàn)榧?xì)粉的比表面大，具有更高的活性，更易與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)使水化嚴(yán)重，在下雨天和濕度比較大的季節(jié)尤其需要注意，因?yàn)橐坏┰习l(fā)生水化對(duì)所制備的鎂鈣磚的性能影響比較大，基本制得的磚在性能上會(huì)下降到原來的一半甚至更差，嚴(yán)重者不待生產(chǎn)完畢，在生產(chǎn)過程中就直接報(bào)廢，通過生產(chǎn)管控，嚴(yán)格設(shè)定生產(chǎn)量，控制原料存放周期，一般破碎好的顆粒料一周內(nèi)用完，細(xì)粉隨磨隨用，基本可以維持原原料品質(zhì)。

2 混合及成型

混合和成型的過程物料暴露在潮濕環(huán)境內(nèi)的時(shí)間很短，基本不會(huì)加速水化，特別要注意的是，因?yàn)椴捎昧耸炞鹘Y(jié)合劑，需要有一個(gè)固體石蠟熔融為液體石蠟的過程，石蠟中的含水量在0.5%左右，要控制化蠟溫度在105℃～110℃之間，以保證脫盡水分。

3 燒成

成型后的磚坯不需要干燥處理，要求磚坯在成型后8h內(nèi)入窯成。碼磚時(shí)要碼單垛，火道均勻，有利于結(jié)合劑迅速排除，燒成溫度在1550℃～1620℃，保溫時(shí)間≥5h。

4 浸蠟

浸蠟是鎂鈣磚最重要的防水化措施之一，暨通過將燒成的鎂鈣磚，浸入石蠟中。石蠟滲透入磚內(nèi)1cm～2cm，在冷卻后在磚表面形成覆蓋層。阻斷了磚與水蒸汽的接觸，避免了水與CaO發(fā)生反應(yīng)，延緩了磚的水化過程。

5 打磨

在鎂鈣磚燒成過程中嗎，會(huì)出現(xiàn)扭曲、裂紋、重坯或翹邊的想象，需要對(duì)制品進(jìn)行打磨，以滿足磚的裝配要求，打磨在浸蠟后進(jìn)行，破壞了磚的表面層，對(duì)于變形嚴(yán)重的磚，打磨深度過大，還會(huì)破壞磚內(nèi)顆粒結(jié)構(gòu)，這都會(huì)加劇磚的水化，必要時(shí)，可對(duì)磚進(jìn)行二次浸蠟，但因?yàn)榇蚰ヌ幚淼拇u已經(jīng)沒有溫度，要使蠟滲透入磚內(nèi)，需要比一次浸蠟更高的溫度和時(shí)間。

6 包裝

包裝是鎂鈣磚防水化的最后一道防線，一般采用塑料袋兜底密封包裝，在磚層之間還可以墊上油毛氈隔潮，塑料袋包好后，再用拉伸薄膜纏繞緊致。最后以紙板箱封箱。比較理想的是抽真空熱塑封，保持時(shí)間可以延長(zhǎng)1倍～2倍。

鎂鈣磚作為煉鋼工業(yè)AOD爐、VOD爐和LF爐等精煉設(shè)備的內(nèi)襯材料，在使用過程中能很好的承受高溫熔損，鋼水和氣體的強(qiáng)烈沖刷及磨損、抗渣性、抗剝落性能優(yōu)良，更具有凈化鋼水的作用，是一種優(yōu)秀的耐火材料，其易水化是其在生產(chǎn)保存過程中的致命弱點(diǎn)，從生產(chǎn)工藝工程入手，精細(xì)化管理，合理安排好生產(chǎn)工序的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，完善浸蠟工藝，提高包裝質(zhì)量，可以充分延緩鎂鈣磚的水化時(shí)間，延長(zhǎng)產(chǎn)品保質(zhì)期，用最少的投入取得最大的效果，對(duì)減低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)效益具有重要指導(dǎo)意義。