鎂鈣質(zhì)耐火材料是一種優(yōu)質(zhì)堿性耐火材料，它有多種優(yōu)良的使用性能，特別是其中的游離CaO成分，能夠吸附鋼水中的〔S〕、〔P〕、Al2O3等非金屬夾雜，具有凈化鋼水的作用。另外，鎂鈣質(zhì)耐火材料價(jià)格便宜、無(wú)環(huán)境污染，因此，倍受人們的青睞。它是目前冶煉不銹鋼和潔凈鋼用理想的耐火材料。隨著我國(guó)不銹鋼和潔凈鋼產(chǎn)量的不斷增長(zhǎng)，鎂鈣質(zhì)耐火材料的用量也在不斷增加。但是，鎂鈣質(zhì)耐火材料最大的弱點(diǎn)是，在運(yùn)輸、存放和使用過(guò)程中，易吸收水分，發(fā)生水化，導(dǎo)致使用性能降低，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成報(bào)廢。鎂鈣質(zhì)耐火材料的水化嚴(yán)重影響了它的發(fā)展，正是因?yàn)樗瘑?wèn)題沒(méi)有得到很好的解決，致使一些新品種的鎂鈣質(zhì)耐火材料得不到推廣應(yīng)用。因此，為了促進(jìn)鎂鈣質(zhì)耐火材料的發(fā)展，使其更好的適應(yīng)煉鋼工業(yè)及其他高溫工業(yè)不斷發(fā)展的需要。必須采取有效措施，提高鎂鈣質(zhì)耐火材料的抗水化性能。
2.提高鎂鈣質(zhì)耐火材料抗水化性能的措施
鎂鈣質(zhì)耐火材料水化的實(shí)質(zhì)就是材料中的游離CaO與水分發(fā)生反應(yīng)，使晶體CaO變成粉末狀的CaO，并伴隨著體積膨脹，使材料的組織結(jié)構(gòu)遭到破壞。因此，提高鎂鈣質(zhì)耐火材料的抗水化性能就是要阻止游離CaO與水分接觸而發(fā)生水化反應(yīng)。主要從以下幾方面采取措施。首先要提高鎂鈣質(zhì)耐火原料的抗水化性能，這是提高鎂鈣質(zhì)耐火材料抗水化性能最根本的措施；第二是在鎂鈣質(zhì)耐火材料的生產(chǎn)過(guò)程中，避免原料和結(jié)合劑帶入水分；第三是合理的配置磚料；第四是對(duì)生產(chǎn)出的鎂鈣質(zhì)耐火制品進(jìn)行密封包裝，使之與外界水分隔絕；第五是將鎂鈣質(zhì)耐火原料的生產(chǎn)和制品的生產(chǎn)建成連續(xù)生產(chǎn)線，減少物料中間周轉(zhuǎn)，縮短生產(chǎn)周期。
2.1提高鎂鈣質(zhì)耐火原料的抗水化性能的措施
提高鎂鈣質(zhì)耐火原料抗水化性能的措施有：提高原料的致密度和MgO含量；在耐火原料中加入某種添加物，與CaO反應(yīng)生成耐水化的礦物，并將游離CaO包裹起來(lái)；對(duì)耐火原料的顆粒進(jìn)行表面處理，在原料顆粒表面形成防水化保護(hù)層等。
2.1.1提高鎂鈣質(zhì)耐火原料的致密度
在鎂鈣質(zhì)耐火原料的生產(chǎn)中，盡可能的提高物料的細(xì)度、料坯（球）的密度和煅燒溫度，以便制得高致密度的鎂鈣質(zhì)耐火原料。致密度越高，CaO晶體就越穩(wěn)定，發(fā)生水化反應(yīng)的難度就越大；原料越致密，氣孔率越低，外界水分就越難于滲入到原料顆粒內(nèi)部。因此，提高鎂鈣質(zhì)耐火原料致密度，可提高鎂鈣質(zhì)耐火原料的抗水化性能。生產(chǎn)中鎂鈣質(zhì)耐火原料的顆粒體積密度一般控制在3.30g.cm-3以上。
2.1.2提高鎂鈣質(zhì)耐火原料的MgO含量
在鎂鈣質(zhì)耐火原料中MgO的抗水化能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)CaO，二者相比MgO的水化可忽略不計(jì)。提高鎂鈣質(zhì)耐火原料的MgO含量，使MgO（方鎂石）形成連續(xù)基質(zhì)，而游離CaO呈孤島狀被MgO連續(xù)基質(zhì)所包裹，避免了游離CaO直接與水分接觸，發(fā)生水化反應(yīng)。因此，提高鎂鈣質(zhì)耐火原料的MgO含量（﹥70%），可大大提高其抗水化性能。例如，目前我國(guó)產(chǎn)量和用量最大的MgO含量75%左右的合成鎂質(zhì)白云石熟料，具有良好的抗水化性能，滿足了多種鎂鈣質(zhì)耐火材料（燒成鎂鈣磚，不燒鎂鈣磚，鎂鈣噴補(bǔ)料等）生產(chǎn)和使用的需要。
2.1.3在鎂鈣質(zhì)耐火原料中加入添加物
在鎂鈣質(zhì)耐火原料的生產(chǎn)過(guò)程中加入適量的添加物，與CaO反應(yīng)生成耐水化的礦物，對(duì)游離CaO起到保護(hù)作用；添加物還能促進(jìn)物料的燒結(jié)，進(jìn)一步提高鎂鈣質(zhì)耐火原料的致密度。如加入適量的ZrO2、TiO2。 ZrO2與CaO反應(yīng)生成高熔點(diǎn)（2340℃）、高密度（4.78g.cm-3）的耐水化礦物CaO﹒ZrO2。 TiO2與CaO反應(yīng)生成耐水化礦物CaO﹒TiO2。 因此，某些添加物的加入提高了鎂鈣質(zhì)耐火原料的抗水化性能。
2.1.4使鎂鈣質(zhì)耐火原料中保持適量的雜質(zhì)
在鎂鈣質(zhì)耐火原料中保持少量的雜質(zhì)（主要是SiO2、Fe2O3和Al2O3）有利于提高鎂鈣質(zhì)耐火原料的抗水化性能。一方面雜質(zhì)與游離CaO反應(yīng)，在游離CaO表面生成耐水化的礦物，如C3S、C2F等。這些礦物對(duì)游離CaO起到防水化保護(hù)層的作用。另一方面雜質(zhì)能夠促進(jìn)物料的燒結(jié)，提高鎂鈣質(zhì)耐火原料的致密度。由于雜質(zhì)含量很低，對(duì)鎂鈣質(zhì)耐火原料的高溫性能影響很小，更重要的是少量雜質(zhì)的存在提高了鎂鈣質(zhì)耐火原料的抗水化性能。筆者認(rèn)為，在我國(guó)目前的生產(chǎn)和使用條件下，鎂鈣質(zhì)耐火原料中的雜質(zhì)含量控制在2.5%左右為宜，不必過(guò)于追求高純度。
2.1.5在鎂鈣質(zhì)耐火原料顆粒表面形成防水化保護(hù)層
采取某些措施對(duì)鎂鈣質(zhì)耐火原料顆粒表面進(jìn)行處理，在顆粒表面形成防水化保護(hù)層，防止游離CaO與外界水分接觸發(fā)生水化。
2.1.5.1使用某些無(wú)水有機(jī)液體，采用噴凃、浸漬、攪拌等方法，在鎂鈣質(zhì)耐火原料顆粒表面形成防水化保護(hù)層。如日本某生產(chǎn)廠家采用真空攪拌機(jī)攪拌的方法。將鎂鈣質(zhì)顆粒料和一定比例的液體無(wú)水有機(jī)材料加入到真空攪拌機(jī)中，進(jìn)行抽真空攪拌。在抽真空條件下，液體無(wú)水有機(jī)材料能滲入到顆粒內(nèi)部，在鎂鈣質(zhì)耐火原料顆粒料表面形成牢固的防水化保護(hù)層。
2.1.5.2將鎂鈣質(zhì)耐火原料顆粒置于通有CO2氣體的碳化爐內(nèi)，在950℃左右的溫度下進(jìn)行碳化處理，使鎂鈣質(zhì)耐火原料顆粒表面的游離CaO碳化成耐水化的礦物CaCO3，避免了顆粒表面發(fā)生游離CaO的水化，同時(shí)對(duì)顆粒內(nèi)部的游離CaO也起到了保護(hù)作用。
2.1.5.3將鎂鈣質(zhì)耐火原料顆粒在一定濃度的磷酸溶液中進(jìn)行浸漬處理，使顆粒表面的游離CaO與磷酸反應(yīng)，生成磷酸鈣等耐水化的礦物，避免了顆粒表面的游離CaO與外界水分接觸發(fā)生水化。
2.2避免鎂鈣質(zhì)耐火原料和結(jié)合劑中帶有水分
2.2.1鎂鈣質(zhì)耐火原料在加工和儲(chǔ)存過(guò)程中會(huì)吸附大氣中的水分，在制品生產(chǎn)時(shí)必須通過(guò)加熱烘干排除掉。否則，被帶入到制品內(nèi)將會(huì)引起制品的水化。特別是在南方潮濕地區(qū)生產(chǎn)不燒鎂鈣質(zhì)制品時(shí)，更應(yīng)當(dāng)將原料加熱烘干。需要指出的是，目前我國(guó)有些鎂鈣質(zhì)耐火制品生產(chǎn)廠家混料采用了高效混合設(shè)備，混料前不再對(duì)物料進(jìn)行加熱，簡(jiǎn)化了工藝。但這對(duì)提高鎂鈣質(zhì)耐火制品的抗水化性能是不利的。
2.2.2生產(chǎn)鎂鈣質(zhì)耐火制品所用的結(jié)合劑主要有：石蠟、中溫瀝青和無(wú)水樹脂等。在這些結(jié)合劑中都或多或少的帶有水分，使用前必須在一定的溫度下進(jìn)行充分的加熱熬制，排除其中的水分。否則，將會(huì)造成制品的水化。如某鎂鈣質(zhì)耐火制品生產(chǎn)廠所用結(jié)合劑的含水量控制在0.3%以下。
2.3合理的配置磚料
為了提高鎂鈣質(zhì)耐火制品的抗水化性能，在生產(chǎn)鎂鈣質(zhì)耐火制品時(shí)，在無(wú)其他特別要求的情況下，粉料應(yīng)當(dāng)選用鎂質(zhì)粉料，最好是選用電熔鎂砂粉料；顆粒料選用鎂鈣質(zhì)耐火原料。磚料的這種配置，使生產(chǎn)出的鎂鈣質(zhì)耐火制品形成以方鎂石為連續(xù)基質(zhì)包裹鎂鈣顆粒的組織結(jié)構(gòu)。這種組織結(jié)構(gòu)使鎂鈣顆粒受到保護(hù)，避免了CaO與水分直接接觸。因此，提高了鎂鈣質(zhì)耐火制品的抗水化性能。同時(shí)也提高了耐侵蝕性能。
2.4對(duì)鎂鈣質(zhì)耐火制品進(jìn)行防水化保護(hù)
為了防止生產(chǎn)出的鎂鈣質(zhì)耐火制品吸收外界水分而發(fā)生水化，采用防水材料將鎂鈣質(zhì)制品包裹或密封包裝，使之與外界隔絕，以防止其發(fā)生水化。
2.4.1防水材料保護(hù)層
采用浸漬或者涂刷的方法，在鎂鈣質(zhì)耐火制品表面包裹一層防水材料保護(hù)層，將鎂鈣質(zhì)耐火制品密封起來(lái)，避免了與外界水分接觸，提高了抗水化性能。所采用的防水材料主要有：石蠟、無(wú)水樹脂和脫水瀝青等。石蠟浸漬是目前采用較多的防水化方法。
2.4.2防水包裝材料密封包裝
用聚乙烯塑料薄膜或鋁箔等防水包裝材料，采用熱塑包裝或抽真空包裝法將鎂鈣質(zhì)耐火制品單塊密封包裝，使之與外界隔絕，達(dá)到防水化的目的。如德國(guó)Wulfrath耐火材料公司生產(chǎn)的白云石制品，采用鋁箔抽真空包裝后，可長(zhǎng)期存放，并出口到國(guó)外，而不發(fā)生水化。
2.4.3包裝箱密封包裝
將一定數(shù)量的鎂鈣質(zhì)耐火制品裝入帶有防水材料層的包裝箱內(nèi)，并充填適量的干燥劑，然后壓上箱蓋，用打包帶捆緊。這種包裝方法簡(jiǎn)單，費(fèi)用較低，適用于大批量，存放期較短的鎂鈣質(zhì)耐火制品的防水化包裝。
2.4.4塑料薄膜纏繞包裝
先將鎂鈣質(zhì)耐火制品進(jìn)行浸蠟處理，再將浸蠟的鎂鈣質(zhì)耐火制品碼放于木質(zhì)或鋁質(zhì)托盤上，然后用專用塑料薄膜在纏繞式包裝機(jī)上，將鎂鈣質(zhì)耐火制品整體纏繞包裝。目前，我國(guó)有不少鎂鈣質(zhì)耐火制品生產(chǎn)廠家采用這種包裝方法。
2.5將鎂鈣質(zhì)耐火原料的生產(chǎn)和制品的生產(chǎn)建成一條連續(xù)的生產(chǎn)線 鎂鈣質(zhì)耐火原料的生產(chǎn)和制品的生產(chǎn)建成一條生產(chǎn)線后，煅燒出的鎂鈣質(zhì)耐火原料不經(jīng)冷卻直接轉(zhuǎn)入制品的生產(chǎn)，減少了鎂鈣質(zhì)耐火原料的中間周轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)；在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中物料都保持熱態(tài)；對(duì)生產(chǎn)出的鎂鈣質(zhì)耐火制品及時(shí)進(jìn)行防水化處理，如浸蠟、密封包裝等。這樣大大縮短了鎂鈣質(zhì)耐火制品的生產(chǎn)周期，避免了鎂鈣質(zhì)耐火原料和制品在生產(chǎn)過(guò)程中吸收外界水分。因此，提高了鎂鈣質(zhì)耐火制品的抗水化性能。
鎂鈣質(zhì)耐火材料的水化受到很多因素的影響，因此，提高鎂鈣質(zhì)耐火材料的抗水化性能應(yīng)從多方面采取措施，進(jìn)行綜合治理，才能取得較好的防水化效果。在實(shí)際生產(chǎn)中具體采取哪些防水化措施，應(yīng)根據(jù)具體情況而定。
3.結(jié)語(yǔ)
鎂鈣質(zhì)耐火材料具有凈化鋼水的作用，不污染環(huán)境，且價(jià)格便宜，是我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的優(yōu)質(zhì)耐火材料品種之一。今后要做的工作是：一方面要進(jìn)一提高現(xiàn)有鎂鈣質(zhì)耐火材料的質(zhì)量；另一方面要根據(jù)煉鋼工業(yè)的需要開發(fā)新品種的鎂鈣質(zhì)耐火材料；同時(shí)還要解決好鎂鈣質(zhì)耐火材料的易水化的問(wèn)題，如果這個(gè)問(wèn)題解決不好，我國(guó)的鎂鈣質(zhì)耐火材料就不能很好的發(fā)展。解決鎂鈣質(zhì)耐火材料的水化問(wèn)題，最根本的是要解決鎂鈣質(zhì)耐火原料的水化。在前所述的提高鎂鈣質(zhì)耐火原料抗水化性能的措施中，有些只是進(jìn)行了試驗(yàn)室小樣試驗(yàn)或者小批量試驗(yàn)，還沒(méi)有真正應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中。因此，今后還有大量的工作要做。相信經(jīng)過(guò)我國(guó)耐火材料科技工作者及相關(guān)行業(yè)科技工作者的共同努力，一定能夠解決好我國(guó)鎂鈣質(zhì)耐火材料的水化問(wèn)題，使各種抗水化性能優(yōu)良的鎂鈣質(zhì)耐火材料廣泛地應(yīng)用于我國(guó)的高溫工業(yè)中，并出口到國(guó)外。
