镁钙系原料的生产工艺发展

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1、镁钙系原料的生产工艺发展镁钙系耐火材料具有耐高温、抗渣性良好、耐结构剥落性、净化钢液等特性，无环境污染，因而被广泛应用于不锈钢精炼领域，是一种绿色高效的耐火材料。进入21世纪以来，我国不锈钢和洁净钢等高品质钢种产能快速增长，2013年我国不锈钢产量超过全球总量的一半。开发性能优异的镁钙系原料及其制品，对促进我国洁净钢生产有重要意义。研发应用日臻成熟镁钙砖是伴随着转炉炼钢和不锈钢精炼技术的进步而发展的。20世纪70年代，我国基本上是平炉炼钢，烧成镁砖和镁铝砖是平炉上的通用材料。上世纪80年代以后，转炉炼钢技术的发展把

2、研制白云石、镁白云石质耐材的课题提上了日程。山东掖县镁矿用轻烧白云石和轻烧镁石混配、加水困泥、压坯、用隧道窑煅烧镁钙砂；洛阳耐火材料研究院同山东镁矿、天津耐火厂合作生产出沥青结合镁钙砖、烧成油浸镁钙砖，并在13吨、30吨炼钢转炉上使用；上世纪80年代前后，鞍钢组织150吨转炉炉龄攻关，鞍钢大石桥镁矿采用二步煅烧工艺生产镁白云石砂，以石蜡做结合剂，生产出CaO含量为20%的烧成镁钙砖，并在鞍钢150吨转炉上使用，炉龄达到1077炉，创出当时最好使用业绩。上世纪90年代以后，国内不锈钢工业快速发展，陆续投产了高温回转窑

3、煅烧法和高温油竖窑煅烧法生产镁钙砂。我国有着丰富的天然白云石、菱镁石和石灰石资源，为我国发展各种合成镁钙耐火材料提供了充足的原料。我国部分耐火材料生产企业利用自产镁钙系耐火原料，为不锈钢精炼炉AOD、VOD、GOR和LF-VD等研制CaO含量15%~50%的系列烧成镁钙砖，CaO含量15%~30%、C含量5%~12%的系列镁钙碳砖，研制镁钙质转炉喷补料，铁合金炉用MgO-CaO-Fe2O3系捣打料，取得了阶段性成绩。合成镁钙系耐火原料主要用于生产各种镁钙砖、镁钙碳砖，也用作转炉喷补料、中间包涂料及干式捣打料等主要组

4、分。镁钙系耐火材料作为一种水泥窑烧成带无铬化环保材料，也在试用中。企业应用案例剖析20世纪90年代中期，辽宁省某耐火材料公司接到太钢AOD炉用镁白云石烧成砖订单，开始走上了研制镁钙系耐火原料及制品的历程。现以该公司生产工艺为例，介绍镁钙系耐火原料的应用、研发特点和进程。该公司既有菱镁石矿，又有白云石矿，并就地建设反射窑生产轻烧粉。在其采用的矿石中，菱镁石MgO、CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3和烧减含量（重量百分比）分别为，47.21%、0.52%、0.98%、0.22%、0.27%和50.82%，白云石2

5、4.23%、29.31%、0.26%、0.19%、0.22%和45.79%。入炉矿石料粒度为30mm~120mm，煅烧温度为1000℃~1300℃。该公司生产合成镁钙砂采用的是焦炭竖窑烧结法和重油竖窑烧结法。焦炭竖窑烧结法，是将轻烧白云石粉加水消化，再与轻烧镁粉按比例混配，共磨至0.074mm；入湿碾机加水混炼，用82吨压球机碾压成四方状球坯，球坯尺寸为60mm×60mm×40mm。在空气中自然干燥后，进入75m3焦炭竖窑煅烧。烧结周期（镁钙砂坯从入窑到出窑）约为60小时，间断出窑，日产量40吨左右。重油竖窑烧结法

6、，是指轻烧白云石粉不经消化，直接与轻烧镁粉按比例配混共磨，进300吨高压成球机，压成鹅卵石状球坯，球坯尺寸为35mm×28mm×25mm。在空气中自然干燥后，从上部喂入130m3高温油竖窑，按既定烧结制度煅烧，烧结周期约为9小时，连续出料，150吨左右。油竖窑产量高，其生产能力是焦炭竖窑的数倍。焦炭含有灰分，会降低重烧镁钙砂纯度。从重烧镁钙砂的理化性能可以看出，在CaO含量相近时，重油竖窑烧结砂20（20指CaO含量为20%）颗粒体积密度大于焦炭竖窑砂烧结20，这是由于重油竖窑烧结砂20采用经过细磨的高纯细粉，高压

7、干法成球，成球密度大，烧结温度较高；而焦炭竖窑采用半干法成球，球坯密度相对较低，烧结温度低。分析镁钙砂重烧前后的杂质成分变化可以看出，两种重烧镁钙砂的杂质成分均有明显增加，其原因是镁钙砂坯储运过程中受到环境土尘污染；焦炭竖窑镁钙砂20的烧结是以焦炭为燃料，焦炭中的灰分在烧结过程中对镁钙砂也会造成污染；而高纯镁钙砂以重油为燃烧介质，其燃烧产物主要为CO2、H2O气体，不会对镁钙砂造成污染。焦炭竖窑烧结砂20的杂质含量比重油竖窑烧结砂20高出2倍多。与其他碱性耐火原料相比，镁钙砂的抗水化性较差。了解镁钙砂的抗水化性，便

8、于在制造、采购、包装、储放、制砖等环节采取相应对策。采用高压釜反应法检测竖窑镁钙砂抗水化性能：将试验样品（粒度为5mm~3mm）称重，置于坩埚中，将坩埚放入高压釜。用滤纸盖住坩埚，以防锅盖上的水滴滴入坩埚。控制气压为0.15MPa，接通电源加热，水化反应40分钟。取出坩埚放入烘箱110℃烘干，然后将样品过3mm孔径筛，分别称重，计算筛下料比率（筛下料/筛下料