镁钙质耐火材料常用的两种抗水化方法效果对比-找耐火材料网

镁钙质耐火材料常用的两种抗水化方法效果对比

发布日期： 2020-04-14 11:44:49 阅读量（622）作者：张红

镁钙质耐火材料具有优异的使用性能，广阔的应用前景，但其易水化的问题限制了它的推广应用。特别是其中的CaO，由于Ca2+半径较大，不能被O2-完全包围，导致CaO晶格较为疏松，在有水存在的情况下极易发生水化，并伴随96.5%的体积膨胀，导致含CaO的耐火材料崩散甚至成为粉末。从这个意义上讲，镁钙质耐火材料的最大问题就是抗水化性能的改善。

镁钙砖

提高镁钙质材料抗水化性的途径包括降低材料的气孔率，减少与水的接触面积;增大MgO及CaO的晶粒尺寸，形成稳定的大晶粒;控制MgO/CaO的比例以形成CaO被MgO包围的显微结构;在MgO与CaO颗粒表面形成抗水化保护层，阻断其与水的接触;采用其他抗水化性能好的含Ca化合物，如CaCO3、Ca(OH)2等替代CaO。具体方法包括下面几方面。

1)烧结法

通过二步煅烧与消化活化工艺来降低镁钙材料的显气孔率，提高方镁石与方钙石的晶粒尺寸，以提高其抗水化性。也有通过添加Al2O3、Fe2O3等氧化物，在较低温度下生成液相，促进MgO和CaO晶粒的发育长大，促进烧结致密化过程，同时利用液相对MgO、CaO的良好润湿性，使MgO、CaO在表面张力作用下进行颗粒重排，形成CaO分布在MgO间的网络结构。还有引入CeO2、LaO2、ZrO2、Y2O3等氧化物，在高温下与MgO、CaO材料发生固溶反应，使MgO、CaO晶格发生畸变，造成晶格缺陷，活化晶格，从而促进了CaO、MgO晶粒的发育、长大。

2)表面处理法

利用有机或无机物对镁钙耐火材料进行表面处理。在表面形成一层保护膜，起到隔离水蒸气，防止水化的作用。采用有机物焦油、石蜡、沥青等对镁钙质耐火材料进行表面处理。此种方法，抗水化效果显著，操作工艺简单，但随着温度提高，抗水化效果减弱。采用磷酸、磷酸二氢铝、磷酸钠、草酸等溶液浸渍镁钙质耐火材料，与材料表面的游离CaO反应生成难溶或微溶的化合物，附着于材料表面，阻止水分子向材料内部扩散。也可通过在CO2气氛下对镁钙耐火材料表面进行加热，使表面游离的CaO与CO2发生反应转变为一层稳定的CaCO3薄膜。还有就是对制品进行密封包装，采用聚乙烯或聚氯乙烯等塑料薄膜为原料，采用热塑真空包装方法使塑料薄膜紧贴在制品的表面，阻绝材料与水分的接触。

在上述方法中，采用低熔添加物的方法会对材料的高温使用性能产生危害，而添加稀土类氧化物虽没形成低熔物，但要起到较好的抗水化性添加量较多，考虑到稀土类氧化物的昂贵价格，会提高镁钙耐火材料的生产成本。采用有机物包裹的处理方法，在使用过程中会产生有害气体，甚至还存在对钢水增碳的可能性。目前，在制备镁钙材料时通过直接引入石灰石，让其在烘烤与使用阶段原位分解形成氧化钙，这样得到的氧化钙活性高，有利于脱磷、脱硫以及吸附钢中夹杂物，避免了材料在运输和施工过程中由于游离CaO存在所引起的水化问题。