白云石廠家耐火材料的開發(fā)和進步

白云石粉為代表的白云石質(zhì)耐火材料為1879年托馬斯轉(zhuǎn)爐發(fā)明以來傳統(tǒng)的耐火材料，如前面所述，它屬于作為耐火磚的新的耐火材料材質(zhì)，為即古老又年輕的耐火材料。 為人人皆知的平爐、電爐的爐底料、修補料頻繁使用的耐火材料。

作為耐火磚的白云石質(zhì)耐火材料，當時在幾乎不使用的理由除了沒有托馬斯轉(zhuǎn)爐之外，還存在著日本本土高溫多濕的氣候的地方較多，也就是說，是由于生白云石(CaCO3、MgCO3)的燒成所產(chǎn)生游離石灰(free CaO)引起水化崩壞現(xiàn)象的原因所產(chǎn)生的。但是，與相比即使是低溫、低濕度的國外，水化的問題也比較大。托馬斯通過煤焦油遮擋外面空氣，成功的賦予了生白云石磚的耐水化性，但是并沒有完全的解決水化問題。事實上，二戰(zhàn)前的大部分白云石耐火材料的研究已經(jīng)趨向于提高耐水和性，即所謂穩(wěn)定性，這也和白云石耐火材料的分類有關(guān)。

一般的白云石耐火材料分為：

(1) 完全穩(wěn)定性白云石;

(2) 半(準)穩(wěn)定白云石。

(1)為添加SiO2等其他成分，去除游離的CaO的物質(zhì);(2)為減少游離的CaO或者以其他的方法(添加焦油等)改善耐水和性，也稱做穩(wěn)定白云石。

穩(wěn)定性的研究是從1910年前后開始的，歐洲開展了許多的研究，研究作為穩(wěn)定性成分的Fe2O3、Al2O3、Cr2O3、SiO2、ZrO2等，結(jié)果SiO2以其耐火材料的特性受到了重視，因此，最初所見到的工業(yè)性成功實例是1935年在英國通過添加Sudanite rock所制造的穩(wěn)定性白云石磚，另外，也提出了其他多成分類的礦物組成的計算方法。可是在二次世界大戰(zhàn)中，由于耐火材料資源上的原因，除去英國在電爐上廣泛采用的實際效果之外，即使是歐美也沒有正式應用。

日本從二戰(zhàn)前研究白云石的穩(wěn)定性，二戰(zhàn)后也進行了持續(xù)的研究。一部分應用在熔制磷肥制造爐的內(nèi)襯上，在量和質(zhì)上不是很充分，在鋼鐵行業(yè)上的適用性還不是很透明。在開始向八幡公司引進LD煉鋼爐的1953年前后，九州耐火材料公司獨立開發(fā)的穩(wěn)定性白云石磚被選擇為轉(zhuǎn)爐用耐火材料候補材質(zhì)的—種，著重在前面所論述的試驗轉(zhuǎn)爐上進行試用，1957年在實際爐子上正式使用。其后，這種穩(wěn)定性白云石磚作為日本獨特的LD轉(zhuǎn)爐用耐火材料與后面章節(jié)所論述的焦油白云石磚一起對引進之后LD轉(zhuǎn)爐煉鋼的發(fā)展做出了很大的貢獻。

這種穩(wěn)定性白云石的化學成分為MgO-CaO-SiO2系，礦物組成為MgO-3CaO-SiO2系，由于含有游離CaO，與其文字意義一樣耐親和性高，貯存期間和砌爐后等待時間中沒有較大的限制，由于日本氣候的關(guān)系受到歡迎。由于含有硅酸二鈣，伴隨其相變的發(fā)生有必要防止粉末化。除去添加作為抑制劑的微量P2O3、B2O5等之外，沒有特殊的成分系。其制造工藝如圖1所示，為制造穩(wěn)定的礦砂，由于之前要把白云石和穩(wěn)定性物質(zhì)(蛇紋石等含有SiO2的礦物)在冋轉(zhuǎn)窯中在高溫下反應處理，這種耐火磚也叫重燒白云石磚。

各公司嘗試了作為半穩(wěn)定性耐火磚的焦油白云石磚在LD轉(zhuǎn)爐上的應用與開發(fā)。例如，八幡公司洞両廠在試驗轉(zhuǎn)爐上的開發(fā)以新方式的焦油白云石磚制造方法為前提，使以往托馬斯轉(zhuǎn)爐用的歐洲方式在高溫多濕的日本所存在的問題提前得到了解決，以下是其發(fā)展經(jīng)過。

對于半穩(wěn)定性焦油型的白云石磚的對策內(nèi)容是：

(1) 白云石砂(半穩(wěn)定性，含有游離CaO)，在燒結(jié)中的使用。

(2) 微細粉部分使用鎂砂。

(3)添加焦油混練成型之后、進行烘干處理。