铸石生产过程涉及原料熔化、熔浆结晶和铸件退火,最终将多矿物相原料转化为单一的铸辉石矿物相,确保产品具有合适的粒度(0.01-0.1mm)。这一过程的关键在于多矿物相(如斜长石、普通辉石、橄槛石、磁铁矿等)转变成单一的涛辉石,即在铸石工艺条件下获得的特殊辉石相,同时达到合适的粒度。
铸石原料主要化学成分为SiO₂、CaO、MgO、FeO、Fe₂0₃、Na₂O和K₂O。其中,SiO₂、Al₂0₃、Ca0和FeO在矿物相组成中起决定性作用。FeO和Fe₂0₃虽然含量稍低,但它们在调整熔浆粘度方面发挥着重要作用,且是磁铁矿的唯一组成成分。K2O和Na2O的含量较少,能降低熔浆粘度,往往在最后阶段成为析出物。
理论上,铸石的结晶作用可从CaO-MgO-Al₂0₃-SiO₂四元系出发讨论。在考虑K₂O、Na₂O的忽略以及FeO与Mg0、Al₂0₃与Al₂0₃的合并后,可以简化化学成分的计算。氧化铁总量依FeO:Fe2O3=2:1分配时,其百分含量落在CaO-MgO-Ai203-SiO2四元相图上。在这一相图中,该成分点靠近钙长石An、董青石Cord、尖晶石Sp三相点附近。这一位置表明,通过添加FeO、Fe203,物料的最初熔化温度(即最终结晶温度)将降至1200~1220℃。
在陶瓷相图2255一2257中,通过探讨Si02-Mg2SiO4-Fe3O4-CaAl2Si2O8面,可以发现Mg2SiO4-CaMgSi206-CaA12Si208面上的三相点温度为1270℃。添加CaMgSi206后,SiO2-Mg2SiO4-Fe304-CaA12Si208四面体内存在一条钙长石与辉石、橄榄石间的界线,温度在1260℃-1270℃之间。此外,SiO2一CaMgSi2O6一CaA12Si208面上还有一个1200℃的共熔点。
综上所述,铸石结晶过程涉及复杂的化学反应和温度控制。添加特定成分,如FeO、Fe2O3,可以显著降低熔化温度,从而实现对铸石结晶过程的精确控制。这一过程不仅能够确保产品的粒度符合要求,还能解决特定生产过程中的问题,如提高成品率和解决铸石玻璃炸裂的问题,从而提高生产效率和产品质量。
扩展资料
铸石(cast stone )是一种经加工而成的硅酸盐结晶材料﹐采用天然岩石(玄武岩﹑辉绿岩等基性岩﹑以及页岩)或工业废渣(高炉矿渣﹑钢渣﹑铜渣﹑铬渣﹑铁合金渣等)为主要原料﹐经配料、熔融、浇注、热处理等工序制成的晶体排列规整、质地坚硬、细腻的非金属工业材料。