陈 欢，翁小燕，汪 强

（1.浙江铭德新材科技有限公司，浙江 湖州 313000；2.浙江红鹰集团股份有限公司，浙江 湖州 313000）

近年来，我国钢铁工业不断发展，不锈钢和各种洁净钢产能不断扩大，对优质的碱性耐火材料的需求不断增长，对镁钙砖需用量水涨船高，镁钙砖被广泛应用于AOD炉、VOD和LF炉等钢铁冶炼中的精炼设备中，近年来，由于水泥窑砖无铬化的要求，镁钙砖在水泥窑炉中也日益得到推广和使用。

镁钙砖目前主要有烧成镁钙砖、不烧镁钙砖和含碳镁钙砖三种，以烧成镁钙砖性能最为优异，使用最为广泛。下文所述镁钙砖均为烧成镁钙砖。

镁钙砖的优点和致命缺点：

镁钙砖的主要矿物MgO和CaO都是高温矿物，其中MgO的熔点为2800℃，CaO的熔点为2570℃，MgO和CaO在高温下不生成二元复合矿物，二者的最低共熔点为2370℃，MgO和CaO还具有良好的高温稳定性，因此，MgO和CaO赋予了镁钙砖优异的耐高温性能。主要表现为如下几点：

（1）良好的耐高温性能。

（2）抗渣侵蚀性能好。

（3）高的抗热震性能。

（4）良好的体积稳定性能。

（5）可以净化钢水。

但是因镁钙砖中含有游离CaO，无论是生产场所还是使用场所，自然环境中的水份无处不在，游离CaO不可避免的会接触到外界水分，从而导致镁钙砖发生水化，造成镁钙砖结构疏松，各项使用性能下降甚至丧失性能导致直接报废，给生产方或使用方带来巨大损失。因此，提高镁钙砖的抗水化性能是镁钙砖生产和使用中涉及到的主要技术问题之一。

镁钙砖的水化机理：

游离CaO与水发生如下反应：CaO+H2O→Ca（OH）2这是自发的反应，只要遇到水或者水蒸气，反应就会不可避免的发生，一直延续到547℃。当此反应发生后，镁钙砖基体中CaO结构单元发生瓦解，生成了四个Ca（OH）2结构单元，基体体积增大，造成镁钙砖的粉化。

镁钙砖的游离CaO含量越高，抗水化性能就越差提高镁钙砖抗水化性能的途径：一是尽量减少镁钙砖中的游离CaO含量；二是避免镁钙砖与外界水分接触。提高镁钙砖的抗水化能力，有一个选择是通过原料，主要指通过镁钙砂的改性来改善抗水化性能，采用加入改性剂或表面覆盖的办法，价格十分昂贵，效果有限，对于不生产原料，以采购原料加工为主的耐火材料生产企业根本不适用。

图1 镁钙砖生产工艺流程

镁钙砖的生产工艺：以镁钙砂或白云石砂、电熔镁砂、烧结镁砂等为原料，结合剂可选用液体石蜡或无水树脂，考虑性价比，以液体石蜡应用最为广泛。镁钙砖的颗粒级配的临界粒度以砖型大小进行选择，最大粒径10cm，骨料一般选择镁钙砂料，电熔镁砂或高纯镁砂做细粉，采用热态混料，热态成型，在隧道窑内烧成，烧成后的砖主要进行在浸蜡处理，目的是将砖样密封提高其抗水化性能，对因烧成而变形的砖块打磨至标准尺寸，密封包装入库。

1 原料制备阶段的防水化处理

因为自然界中的水份无处不在，潮湿气候尤甚，所以镁钙砖的生产过程中各个环节都要防止水化，从原料的储运和保存开始，就需要对原料进行有效的防水化保存，如使用密封桶，多层塑料袋等措施。特别要注意的是对于细粉的保存，因为细粉的比表面大，具有更高的活性，更易与水蒸气发生反应使水化严重，在下雨天和湿度比较大的季节尤其需要注意，因为一旦原料发生水化对所制备的镁钙砖的性能影响比较大，基本制得的砖在性能上会下降到原来的一半甚至更差，严重者不待生产完毕，在生产过程中就直接报废，通过生产管控，严格设定生产量，控制原料存放周期，一般破碎好的颗粒料一周内用完，细粉随磨随用，基本可以维持原原料品质。

2 混合及成型

混合和成型的过程物料暴露在潮湿环境内的时间很短，基本不会加速水化，特别要注意的是，因为采用了石蜡作结合剂，需要有一个固体石蜡熔融为液体石蜡的过程，石蜡中的含水量在0.5%左右，要控制化蜡温度在105℃～110℃之间，以保证脱尽水分。

3 烧成

成型后的砖坯不需要干燥处理，要求砖坯在成型后8h内入窑成。码砖时要码单垛，火道均匀，有利于结合剂迅速排除，烧成温度在1550℃～1620℃，保温时间≥5h。

4 浸蜡

浸蜡是镁钙砖最重要的防水化措施之一，暨通过将烧成的镁钙砖，浸入石蜡中。石蜡渗透入砖内1cm～2cm，在冷却后在砖表面形成覆盖层。阻断了砖与水蒸汽的接触，避免了水与CaO发生反应，延缓了砖的水化过程。

5 打磨

在镁钙砖烧成过程中吗，会出现扭曲、裂纹、重坯或翘边的想象，需要对制品进行打磨，以满足砖的装配要求，打磨在浸蜡后进行，破坏了砖的表面层，对于变形严重的砖，打磨深度过大，还会破坏砖内颗粒结构，这都会加剧砖的水化，必要时，可对砖进行二次浸蜡，但因为打磨处理的砖已经没有温度，要使蜡渗透入砖内，需要比一次浸蜡更高的温度和时间。

6 包装

包装是镁钙砖防水化的最后一道防线，一般采用塑料袋兜底密封包装，在砖层之间还可以垫上油毛毡隔潮，塑料袋包好后，再用拉伸薄膜缠绕紧致。最后以纸板箱封箱。比较理想的是抽真空热塑封，保持时间可以延长1倍～2倍。

镁钙砖作为炼钢工业AOD炉、VOD炉和LF炉等精炼设备的内衬材料，在使用过程中能很好的承受高温熔损，钢水和气体的强烈冲刷及磨损、抗渣性、抗剥落性能优良，更具有净化钢水的作用，是一种优秀的耐火材料，其易水化是其在生产保存过程中的致命弱点，从生产工艺工程入手，精细化管理，合理安排好生产工序的时间节点，完善浸蜡工艺，提高包装质量，可以充分延缓镁钙砖的水化时间，延长产品保质期，用最少的投入取得最大的效果，对减低生产成本，提高企业效益具有重要指导意义。