關(guān)于白云石的煅燒與生產(chǎn)與性能介紹

1、關(guān)于白云石的煅燒、生產(chǎn)與性能介紹白云石的燒結(jié)是非常困難的，純的白云石燒結(jié)溫度極高(19002000)。白云石難于燒結(jié)的原因主要有三：其一，白云石的煅燒產(chǎn)物CaO和MaO都是高熔點氧化物，低溫下不可能將它們燒結(jié)至高密度；其二，在通常燒結(jié)溫度下，MgO-CaO二元系中不存在MgO與CaO的化合物，CaO與MgO的固溶量也極為有限，而且Ca2+在MgO中和Mg2+在CaO中的擴散系數(shù)均很小，低于1900下不可能通過固相擴散使CaO與MgO的混合物致密化；其三，白云石煅燒后形成團聚結(jié)構(gòu)，燒結(jié)理論表明僅靠固相擴散不可能使具有團聚結(jié)構(gòu)的坯體燒結(jié)致密。致密的白云石砂對白云石質(zhì)和白云石-碳質(zhì)耐火材料的抗水化能

2、力和抗渣侵蝕性都是十分重要的。為了促進白云石的燒結(jié)，人們采取了很多措施，歸納起來可以分為三類：一是采用19002000的超高溫?zé)Y(jié)；二是采用先輕燒，經(jīng)水化再死燒的二步煅燒工藝；三是采用添加物促進其燒結(jié)。前一種措施由于受設(shè)備條件的限制，其應(yīng)用受到一定影響。采用何種燒結(jié)工藝，主要取決于白云石原料的特性及對白云石砂的使用要求。白云石的結(jié)晶尺寸會影響燒結(jié)過程，但白云石的顆粒尺寸對燒結(jié)的影響是主要的。白云石的二步煅燒    二步煅燒工藝是生產(chǎn)高純度高密度鎂砂時常用的工藝方法。對白云石而言，二步煅燒對降低白云石的燒結(jié)溫度和提高白云石砂體積密度的作用也是非常有效的，見表3-5-

3、6。白云石經(jīng)1000左右輕燒后分解為CaO和MgO，物料比表面積增大，晶格缺陷多，增大了燒結(jié)的推動力。但是，輕燒白云石仍保留原母鹽一一白云石的顆粒形貌（即團聚體)結(jié)構(gòu)疏松，含有大量氣孔。輕燒白云石中的氣孔有兩種類型：一是團聚體內(nèi)MgO和CaO粒子圍成的小氣孔(半徑為0.010.08pm)，二是團聚體之間圍成的大氣孔（半徑為0.084.0m)。氣孔阻礙了白云石的燒結(jié)，須設(shè)法破壞團聚體。白云石輕燒后的細(xì)磨及水化均能有效地破壞團聚體，使白云石易于燒結(jié)，這是二步煅燒工藝能降低白云石燒結(jié)溫度的原因。由于輕燒白云石的水化比細(xì)磨節(jié)省能源與設(shè)備，因而白云石輕燒-水化-死燒的二步煅燒工藝在實踐中更為常用。雖然水

4、化作用并不能完全消除團聚結(jié)構(gòu)（因為水化產(chǎn)物Ca(OH)2和Mg(OH)2在較低溫度下又會分解放出H2O，而產(chǎn)生新的團聚結(jié)構(gòu)），但水化后的輕燒白云石團聚程度已顯著下降（因為水化過程有強烈的崩散作用，物料的比表面積更大，顆粒更細(xì)?。?。水化時水的加入量一般在30%60%為最佳。二步煅燒工藝需要更多的燃料與動力消耗，人們試圖研究只部分輕燒白云石，實踐證明也是完全可行的。在配料中只加入40%的輕燒白云石，而熟料的死燒溫度比全部采用輕燒白云石只提高了不到100，在經(jīng)濟上是非常合理的，如表3-5-7所列。白云石砂的抗水化性能白云石砂與環(huán)境中的水作用而喪失強度甚至粉化，即是白云石砂的水化。水化程度一般用水化增

5、重率表示。白云石砂的抗水化能力對白云石質(zhì)耐火制品的生產(chǎn)、保存及使用都很重要。提高白云石砂及鎂質(zhì)白云石砂抗水化能力的主要方法有：提高熟料的體積密度，減少空氣中水或水蒸氣浸透通道；加入添加劑，形成低熔點相覆蓋方鈣石晶體表面，減少方鈣石與水的接觸；對熟料進行表面處理。高純白云石砂的抗水化能力主要取決于它的煅燒溫度。如圖3-5-6a所示，煅燒溫度提高，方鎂石和方鈣石晶體尺寸增大，使抗水化能力提高；同樣的關(guān)系也表現(xiàn)在熟料氣孔率對抗水化能力的影響上，氣孔少的熟料抗水化能力提高，如圖3-5-6b所示。因而凡是提高白云石砂致密度的措施對其抗水化能力的提高都是有益的。對白云石熟料（1600x4小時燒成）抗水化性

6、能的影響，可見以添加Fe2O3與混合稀土氧化物的復(fù)合物效果最好。添加物提高白云石砂抗水化能力的原因在于：一是提高了熟料的致密度；二是稀土添加物促進了方鎂石、方鈣石晶體的發(fā)育長大；三是存在于方鎂石和方鈣石晶界間的C2F、C4&AF、C3S及CeO2等稀土氧化物將方鈣石晶粒分隔包圍起來。白云石砂的生產(chǎn)與性能    早在1925年以前，日本的許多鋼廠已普遍用豎窯煅燒白云石砂，做為平爐爐底和托馬斯轉(zhuǎn)爐的爐襯；1954年建成專門的白云石砂工廠，后又陸續(xù)建成了回轉(zhuǎn)窯用于白云石砂生產(chǎn)。而美國早在第一次世界大戰(zhàn)前，已經(jīng)用回轉(zhuǎn)窯煅燒大顆粒的白云石砂；后來大多以二步煅燒工藝制

7、取高純白云石砂。自1970年以來，由于平爐煉鋼比例下降，白云石石砂的消耗量也隨之減少；電爐用白云石砂也因為大量使用鎂砂，而消耗量也在減少。制造白云石質(zhì)耐火磚的白云石砂也有許多被合成鎂白云石砂所替代。白云石砂的生產(chǎn)方式主要有以下幾種：1、一步法燒結(jié)白云石砂即將天然礦石在高溫下直接煅燒。礦石的燒結(jié)性將極大地影響白云石砂的質(zhì)量，易燒的礦石一般要求白云石結(jié)晶較小、雜質(zhì)均勻分布、雜質(zhì)含量適中。一步法是大量制造白云石砂的主要工藝，但因受高溫設(shè)備條件的限制，目前要得到優(yōu)質(zhì)白云石砂并不容易。2、采用添加物一步煅燒白云石砂。如前所述，添加Fe2O3/CeO2/La2O3/ZrO3等有益于白云石的燒結(jié)，對白云石砂

8、耐火度影響不大，可使白云石在1600-1650完成致密化。但存在生坯收縮大、產(chǎn)量低能耗高（對白云石要破粉碎等）、燒成操作不穩(wěn)定等問題；同時以此砂制得的制品易發(fā)生過燒瓷化，使用時制品的熱端也容易因致密化而剝落。這一工藝仍需進一步完善提高。3、二步煅燒法燒結(jié)白云石。砂即先將白云石輕燒，經(jīng)水化或磨細(xì)后高壓壓坯或成球后入高溫窯煅燒。二步法中的水化用分子量較小的H2O取代了一步法中的CO2，從而減少燒失量近60%，因而坯體收縮小，燒成溫度比一步法低，燒成操作穩(wěn)定，是獲得優(yōu)質(zhì)白云石砂的主要工藝。4、電熔白云石砂。白云石砂也可以用電熔法制得。電熔白云石砂具有較高的純度，方鎂石分散于方鈣石中，方鎂石; 方鈣石、方鈣石; 方鈣石、方鎂石; 方鎂石之間為完全直接結(jié)合，膠結(jié)物極少，方鈣石和方鎂石的晶體尺寸比燒結(jié)白云石中的大。電熔白云石砂的抗化學(xué)侵蝕能力比燒結(jié)白云石強，但抗水化能力孰強孰劣目前觀點尚不統(tǒng)一。我國目前生產(chǎn)電熔白云石砂仍以臺式爐為主，熔塊成分及結(jié)構(gòu)不均勻，呈蜂窩狀結(jié)構(gòu)，每爐產(chǎn)品除有品質(zhì)較好的優(yōu)質(zhì)砂