镁质耐火原料--高铁镁钙砂

高铁镁钙砂也称含2CaO·Fe2O3的合成镁砂或2CaO·Fe2O3胶结镁砂。高铁镁钙砂在欧洲应用较早，也比较广泛。我国在上个世纪70年代开发，80年代应用到电炉炼钢熔池，现已推广到铁合金电炉。取得了良好的技术经济效果。

高铁镁钙砂的生产工艺与性能

高铁镁钙砂的生产工艺：将天然菱镁石或轻烧品，白云石或轻烧品或其它含CaO原料、含Fe2O3原料按一定比例配合(满足烧后化学矿物组成要求)，经细磨，压球(坯)，在竖窑，回转窑或隧道窑内高温煅烧即制得高铁镁钙砂。

高铁镁钙砂的化学组成属于MgO-CaO-Fe2O3-Al2O3-SiO2五元系。砂中主晶相为MgO，主要结合相为2CaO·Fe2O3，而组成中Al2O3，SiO2为这种砂中有害的夹杂成分。上述组成特点，决定了高铁镁钙砂在性能上与其它碱性原料的不同点。作为捣打料、喷补料、补炉料在冶金炉料中具有很高的耐用性。

高铁镁钙砂的显微结构

高铁镁钙砂在不同热处理条件下的显微结构有些变化，它可以为我们提供这种合成砂在高温下结构状态的一些信息。

图1(a)(b)(c)(d)为高铁镁钙砂不同热处理条件下的显微结构。其中(a)图为正常处理条件下的典型显微结构。暗灰色浑圆粒为主晶相MgO，晶间白色连续胶结物为2CaO·Fe2O3等结合相，无游离CaO存在。(b)图为1300℃×3h 缓冷样品显微结构。

主晶相为含少量MgO·Fe2O3脱溶相的方镁石固溶体(Mg·Fe)O，胶结相亦为2CaO·Fe2O3等，与(a)图无太大差异。(c)、(d)图分别为1300℃×3h水冷和油冷样品，(c)图中浅灰色浑圆粒为(Mg·Fe)O，内部白点或白条为MgO·Fe2O3，晶间暗灰色为CaO，白色为刚刚显露没有发育成形的2CaO·Fe2O3雏晶(c);(d)中浅灰色浑圆粒为(Mg·Fe)O，晶间主要为游离CaO。

上述显微结构特点揭示，高铁镁钙砂中CaO被Fe2O3稳定，不易水化;并赋予了材料高的烧结性。快冷试样的显微结构表明，在1300℃×3h的条件下，2CaO·Fe2O3已分解消失了。这可解释为在升温过程中或在高温下Fe2+/Fe3+比升高，Fe2O3失去O2-转化为FeO，并扩散进入MgO内形成(Mg·Fe)O，CaO则主要滞留在(Mg·Fe)O之间形成胶结相。

在制作工艺合理的情况下，高铁镁钙砂中CaO为Fe2O3所稳定形成2CaO·Fe2O3胶结构相，抗水化性能好;而高温下主要为(Mg·Fe)O胶结构和CaO二高熔点固相，具有MgO-CaO系材料的特点，主晶相(Mg·Fe)O熔点高，发育良好，耐火性能高，而结合相CaO能捕捉钢液中夹杂物，净化钢水。作为电炉内衬材料，高铁镁钙砂取得了良好的使用效果。

另外，还有一种在天然菱镁石中引入铁鳞或铁矿粉等混合共磨成球并经高温煅烧制得的高铁镁砂，这种镁砂的最大特性是烧结性好，在平炉炼钢时代，被广泛应用于平炉的炉底烧结料曾为平炉炼钢作出过贡献，现在已很少生产了。

【中国镁质材料网 采编：ZY】