白云石粉为制造镁钙耐火材料的主要原料。白云石为CaCO3和MgCO3的复盐,化学表达式为 CaMg(CO3)2,含 CaO 30.4%,MgO 21.7%,CO2 47.9% 。加热后,白云石中的MgCO3在750℃左右分解;CaCO3在950℃左右分解。白云石和冷酸缓慢作用。白云石为三方晶系的矿物,其折射率nm =1.681〜1.695,np= 1.500〜1.513,相对密度2.8〜2.9,硬度3.5〜4。白云石矿床属于沉积矿床,其成因又分为海相沉积白云石矿床和泻湖相沉积白云石矿床。
优质烧成白云石粉硅酸盐相极少,并且主要存在于晶内,骨料与基质致密结合,吉林高品质石英砂基质中微细气孔均匀分布。白云石颗粒中方钙石与方镁石晶体细小直接结合;电熔镁砂颗粒中方镁石晶体硕大直接结合,晶界较直,解理缝笔直。高品质石英砂其显微结构特点决定了该材料兼具耐高温侵蚀和剥落等一系列优良性能。而后者硅酸盐相很多,并且主要赋存于晶间,骨料与基质结合不够致密,基质中气孔裂纹较多。因此其耐高温侵蚀和剥落等一系列性能都较差。
白云石质耐火制品的工艺生产流程有几种,其中主要的是白云石熟料的制取,并用这共熟料来生产抗水性白云石砖。为了制砖,熟料要在球磨内细粉碎,泥料在碾机内加工并在此时加入糖蜜和水。生坯成型时,泥抖水分为3一4%,压力为600-800公斤/平方厘米。生坯在110-120℃干燥12小时后,就在隧道窑内于1550℃成。白云石质耐火材料的耐火度在1780℃以上;2公斤/平方里面负荷下的荷重软化于1550℃开始,1610℃终了;容重是2.87克/立方里面;抗压强度极限为100-150公斤/平方里面。
生产白云石砂的原料有三类:镁质原料:菱镁矿(或浮选镁精矿)、海水氢氧化镁、水镁石;钙质原料:消石灰Ca(OH)2;镁钙质原料:白云石、镁白云石。二、工艺过程,根据对镁白云石砂的质量要求,可采取不同的原料组合,其生产工艺过程也有区别。一步和二步煅烧工艺都可用于生产镁白云石砂,普通镁白云石砂主要用于制造普通镁白云石砖,多用一步法生产;二步煅烧得到的镁白云石砂纯度高、密度大,用它制成的耐火砖高温机械强度也高。常见的工艺过程有:用杂质(SiO2+Al2O3+Fe2O3)小于1%的特级菱镁矿和特级白云石分别轻烧、细磨,经配料、混合、消化(水化)、困料、混练、压坯,烧成得到镁白云砂。
白云石粉为代表的白云石质耐火材料为1879年托马斯转炉发明以来传统的耐火材料,如前面所述,它属于作为耐火砖的新的耐火材料材质,为即古老又年轻的耐火材料。为人人皆知的平炉、电炉的炉底料、修补料频繁使用的耐火材料。作为耐火砖的白云石质耐火材料,当时在几乎不使用的理由除了没有托马斯转炉之外,还存在着日本本土高温多湿的气候的地方较多,也就是说,是由于生白云石(CaCO3、MgCO3)的烧成所产生游离石灰(free CaO)引起水化崩坏现象的原因所产生的。
体积密度是镁白云石砂的重要质量指标,它反映出熟料的烧结程度,并直接影响到熟料的抗水化性能(粉化率)。以镁精矿轻烧粉与消石灰配合生产镁白云石砂时,混合料的混磨细度对熟料体积密度的影响以及体积密度与粉化率的合成镁白云石砂的烧成温度与所用原料、原料中杂质含量、烧成设备有关。一般烧成温度为1650℃左右,烧成温度愈高,熟料的密度增大(在烧结温度范围内)、强度愈高保温时间对镁白云石砂致密度的影响也十分明显。