鎂鈣砂是指按給定的CaO/SiO2比值釆用合成工藝制得的鎂鈣質耐火原料。亦稱高鈣鎂砂。用于制造鎂鈣磚。隨著煅燒溫度的提高，可使C4AF百分布在方鎂石晶粒之間逐漸集聚到方鎂石晶粒夾角空隙處，致使磚的高溫強度提高。合成鎂鈣砂雖然比(bi)普(pu)通(tong)鎂(mei)磚用砂的含鈣(gai)(gai)量高得多，但由于無游離CaO3，制磚工(gong)藝(yi)與普(pu)通(tong)鎂(mei)磚相同，仍然可(ke)用亞硫酸紙(zhi)漿廢液作結合(he)劑(ji)。鎂(mei)鈣(gai)(gai)砂根據生產工(gong)藝(yi)的不同，可(ke)分為燒結鎂(mei)鈣(gai)(gai)砂和電熔鎂(mei)鈣(gai)(gai)砂兩種，

下(xia)文中，我(wo)們(men)將總結兩種鎂鈣砂各(ge)自的合(he)成工藝，從而了解兩種工藝的不同之處(chu)。

1、燒結鎂(mei)鈣砂的合成(cheng)  

      以輕燒(shao)(shao)(shao)(shao)高純白(bai)云石(shi)(shi)和高純菱鎂(mei)礦為原料，并嚴格控制工(gong)(gong)藝(yi)條(tiao)件(jian)，可以在(zai)中(zhong)溫(wen)隧道窯或堅窯中(zhong)制得致密的(de)(de)、性能(neng)良好的(de)(de)合(he)(he)成(cheng)鎂(mei)鈣砂。燒(shao)(shao)(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)鈣砂的(de)(de)合(he)(he)成(cheng)一般采用二步煅燒(shao)(shao)(shao)(shao)法工(gong)(gong)藝(yi)：輕燒(shao)(shao)(shao)(shao)壓坯死(si)燒(shao)(shao)(shao)(shao)。輕燒(shao)(shao)(shao)(shao)的(de)(de)目的(de)(de)在(zai)于活化晶格。輕燒(shao)(shao)(shao)(shao)是指在(zai)原料燒(shao)(shao)(shao)(shao)結(jie)的(de)(de)溫(wen)度(du)(du)范圍內，以較低的(de)(de)溫(wen)度(du)(du)焙燒(shao)(shao)(shao)(shao)，使原料完成(cheng)一部(bu)分物(wu)理(li)化學反應，增加(jia)晶格缺陷，從而提(ti)高活性，促進(jin)(jin)(jin)燒(shao)(shao)(shao)(shao)結(jie)。輕燒(shao)(shao)(shao)(shao)溫(wen)度(du)(du)對原料的(de)(de)活性影響很(hen)大，它直(zhi)接關系(xi)到最終熟料的(de)(de)燒(shao)(shao)(shao)(shao)結(jie)溫(wen)度(du)(du)與體積密度(du)(du)。白(bai)云石(shi)(shi)和菱鎂(mei)礦的(de)(de)更(geng)佳輕燒(shao)(shao)(shao)(shao)溫(wen)度(du)(du)約為900℃。死(si)燒(shao)(shao)(shao)(shao)是在(zai)更(geng)高溫(wen)度(du)(du)下(xia)進(jin)(jin)(jin)行(xing)的(de)(de)一種燒(shao)(shao)(shao)(shao)結(jie)方法。鎂(mei)鈣砂一般在(zai)1700?1800℃下(xia)進(jin)(jin)(jin)行(xing)煅燒(shao)(shao)(shao)(shao)。合(he)(he)成(cheng)燒(shao)(shao)(shao)(shao)結(jie)鎂(mei)鈣砂的(de)(de)二步煅燒(shao)(shao)(shao)(shao)工(gong)(gong)藝(yi)見圖(tu)1。

為(wei)了獲(huo)得致密度高，性能良好(hao)的(de)燒結鎂(mei)鈣砂，各(ge)工藝參數須受到嚴格控制，分為(wei)以下幾個方面(mian)

(1)消化(hua)處理  

      輕(qing)燒白(bai)云石(shi)需(xu)要提前加水充分(fen)消化(hua)，因(yin)為(wei)氧(yang)化(hua)鈣非(fei)常容(rong)易(yi)水化(hua)產生(sheng)氫氧(yang)化(hua)鈣和發生(sheng)體積膨脹，而且輕(qing)燒白(bai)云石(shi)屬于多孔聚(ju)集體，難(nan)以燒結，導(dao)致(zhi)成型坯體粉化(hua)。一般(ban)消化(hua)需(xu)要加水40wt%?45wt%。消化(hua)在(zai)剛開始15min內最為(wei)劇烈，到60min時(shi)(shi)已(yi)基本完成。這時(shi)(shi)，鎂鈣砂的(de)燒結性能更好，再增加消化(hua)時(shi)(shi)間(jian)，對燒結性能的(de)影響不大。

(2)成型壓力  

      為(wei)了生產出合(he)格的(de)鎂(mei)鈣砂，半(ban)成品的(de)體積密度(du)必(bi)須為(wei)2.0g/cm3。由于鎂(mei)鈣砂是全(quan)由細粉(fen)制成的(de)，壓(ya)力過大時(shi)，會產生彈性后效而層裂。因此(ci)，成型壓(ya)力得控制適當。

(3)燒結助劑  

      燒(shao)(shao)結(jie)劑能(neng)與(yu)MgO、CaO形成低熔物或連續固(gu)熔體(ti)，能(neng)活(huo)化(hua)晶格、增加晶格缺陷，促(cu)進方鎂(mei)(mei)石晶體(ti)長(chang)大和物料的(de)燒(shao)(shao)結(jie)，從而提(ti)高鎂(mei)(mei)鈣砂的(de)體(ti)積密度及抗水化(hua)性能(neng)。常(chang)用的(de)燒(shao)(shao)結(jie)劑主要有TiO2、Fe2O3、V2O5、CeO、ZrO2等。為(wei)了(le)不影(ying)響高溫使(shi)用性能(neng)，燒(shao)(shao)結(jie)劑的(de)加入(ru)量應(ying)根據原料中的(de)雜質含量確(que)定(ding)，其量一(yi)般為(wei)：0.5wt%~1.0wt%。

(4)原料的粒度  

      為了(le)促進(jin)鎂鈣砂的燒結(jie)(jie)，需要對(dui)原(yuan)料(liao)進(jin)行充(chong)分(fen)細磨(mo)。物料(liao)在機械(xie)力(li)的作用下(xia)產生扭曲(qu)，晶體表面(mian)和內部(bu)的結(jie)(jie)合鍵(jian)被破壞，晶格的增(zeng)長進(jin)一步增(zeng)大(da)了(le)結(jie)(jie)構缺(que)陷，使物料(liao)的比(bi)表面(mian)積極大(da)地(di)增(zeng)加。而(er)(er)燒結(jie)(jie)時，這些能(neng)(neng)量轉換為燒結(jie)(jie)的動能(neng)(neng)，從而(er)(er)促進(jin)了(le)燒結(jie)(jie)。  

(5)原(yuan)料純度(du)的(de)控(kong)制  

      主要是控(kong)(kong)制(zhi)Al2O3、SiO2、Fe2O3的含量。鎂鈣(gai)砂中的CaO能(neng)與(yu)Al2O3和Fe2O3反(fan)應生成(cheng)(cheng)Ca4Al2Fe2O10(Tm=1415℃)，該化學(xue)作(zuo)用導致(zhi)更(geng)低共熔點(dian)溫度(du)在MgO-CaO的系(xi)(xi)統中下降。因為該系(xi)(xi)統是穩定的液相，其(qi)抗(kang)(kang)腐蝕性會降低，即使(shi)(shi)該液相可以(yi)使(shi)(shi)MgO-CaO的燒結，也須(xu)使(shi)(shi)Al2O3和Fe2O3的成(cheng)(cheng)分(fen)在系(xi)(xi)統中受到控(kong)(kong)制(zhi)。通常Al2O3的含量限制(zhi)在0.5wt%以(yi)內(nei)。SiO2會使(shi)(shi)低MgO/CaO比值的MgO-CaO-C的抗(kang)(kang)渣性能(neng)下降，而且產(chan)生Ca2SiO4和Ca3SiO5在消(xiao)耗MgO-CaO-C中CaO的前(qian)提(ti)下，由于在高溫下的CaCaO的所(suo)(suo)占的成(cheng)(cheng)份與(yu)SiO2雜質產(chan)生反(fan)應一部(bu)(bu)分(fen)生成(cheng)(cheng)Ca2SiO4，另(ling)一部(bu)(bu)分(fen)生成(cheng)(cheng)Ca3SiO5。在冷(leng)卻期間，Ca2SiO4產(chan)生晶型(xing)轉化且夾雜著(zhu)體積膨脹，導致(zhi)其(qi)粉碎(sui)。因此，必須(xu)控(kong)(kong)制(zhi)其(qi)所(suo)(suo)占的成(cheng)(cheng)分(fen)在1wt%之內(nei)。

(6)浸(jin)鹽處理  

      為了(le)使MgO-CaO-C磚具有更好(hao)的抗水化(hua)性能，在不影響使用的條件下，對合成鎂鈣砂成品進(jin)行(xing)縮聚磷酸(suan)鹽復合溶液處理。縮聚磷酸(suan)根和與鎂鈣熟(shu)料表面的發(fa)生反應，生成了(le)磷酸(suan)氫(qing)鈣和磷酸(suan)二(er)氫(qing)鈣等(deng)不溶性磷酸(suan)鹽覆蓋層，提高了(le)鎂鈣熟(shu)料的抗水化(hua)性能。  

2、電熔鎂鈣砂的(de)合(he)成  

      電熔鎂鈣砂是以天然菱鎂礦和白云石礦為原料，按照一定的比例混配，在2750℃以上的高溫熔融而成的。電熔鎂砂由于熔煉充(chong)分，晶格完(wan)整(zheng)，活性較小。其顯微結(jie)構(gou)(gou)特征為：在砂表面呈(cheng)熔融狀(zhuang)態的主晶相(xiang)方鎂(mei)(mei)(mei)石(MgO晶粒：0.02?0.20mm)與呈(cheng)彎曲薄膜(mo)的方鈣石彼此相(xiang)互包裹，且分布均(jun)勻、結(jie)構(gou)(gou)致密。MgO、CaO呈(cheng)均(jun)勻分布的三維網狀(zhuang)結(jie)構(gou)(gou)，使之具有(you)較高(gao)的耐侵蝕性和(he)抗(kang)水化性。電(dian)熔鎂(mei)(mei)(mei)鈣砂的強度、抗(kang)渣(zha)侵蝕性能皆(jie)優于燒結(jie)鎂(mei)(mei)(mei)鈣砂。

(1)強(qiang)度(du)對(dui)比(bi)：鎂鈣(gai)(gai)砂的強(qiang)度(du)取決(jue)于體積密(mi)(mi)(mi)度(du)和燒成(cheng)(cheng)溫(wen)(wen)度(du)。體積密(mi)(mi)(mi)度(du)越高(gao)(gao)(gao)，則(ze)粉化率就越低;燒成(cheng)(cheng)溫(wen)(wen)度(du)越高(gao)(gao)(gao)，則(ze)體積密(mi)(mi)(mi)度(du)就越大(da)(da)，強(qiang)度(du)也就越高(gao)(gao)(gao)。電(dian)熔鎂鈣(gai)(gai)砂是經2750℃以上的高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)熔融而成(cheng)(cheng)的。在熔融狀態下，原料之間充分(fen)接觸反(fan)應，其(qi)堆(dui)積密(mi)(mi)(mi)度(du)幾乎達到更(geng)大(da)(da)。而且，其(qi)熔融溫(wen)(wen)度(du)更(geng)遠遠大(da)(da)于二步鍛燒的重燒溫(wen)(wen)度(du)(1700℃?1800℃)，其(qi)晶粒較大(da)(da)，發(fa)育更(geng)完(wan)整(zheng)。可見，電(dian)熔鎂鈣(gai)(gai)砂的強(qiang)度(du)要高(gao)(gao)(gao)于燒結(jie)鎂鈣(gai)(gai)砂。  

(2)抗渣侵蝕性能對比：由于電熔鎂鈣砂的次晶相方鈣石和主晶相方鎂石具有高強度的結合，且燒結鎂鈣砂與其具有相同的抗渣侵蝕機理，導致填充在主晶相夾角處的為電熔鎂鈣砂與鋼渣產生化學反應的低熔物，不易生成大面積液相。故合成鎂鈣砂的(de)抗渣性不如電熔鎂鈣(gai)砂的(de)好。