含CaO的材料由于具有熔点高、储量大、抗渣性好、热力学稳定性高，尤其具有净化钢液的独特特性，因此，受到了钢铁冶金行业的关注。但由于MgO-CaO系耐火材料所含的游离CaO易发生水化，限制了其在冶金行业的应用。中钢集团耐火材料有限公司的研究人员以白云石为主要原料，研究了炭化处理白云石质耐火材料的抗水化性能。
    试验采用二步煅烧后的白云石料，其主要化学组成（w）：CaO 25.63%，MgO 64.68%，SiO2 2.97%。在CO2气氛下对MgO-CaO系耐火熟料表面进行加热处理，使熟料表面的游离CaO与CO2发生反应生成CaCO3。碳酸钙薄膜的形成有效地降低了熟料内部游离CaO与外部水分接触的机会，保护了MgO-CaO系耐火熟料内部的游离CaO不受水化的影响。
    试验采用正交试验法，其水平因素如表1所示。
表1 水平因素表
水平 镁钙砂的处理温度/℃ 镁钙砂的处理时间/min 水蒸气温度/℃ 二氧化碳流量/（L•min-1）
1 200 15 20 1
2 400 30 40 4
3 600 60 60 7
4 800 90 80 9
    其中CO2水化的检测采用蒸压法，条件为：压力0.3 MPa，保压2 h，试验后筛去小于1 mm粒级的细粉，计算粉化率和增重率。粉化率=（W1-W2）/W1×100%，增重率=[（W2-W0）-W3]/W1×100%
    式中：W1为试样干质量，W2为试验后试样和烧杯的总质量，W3为经1 mm筛筛分后筛上料干质量，W0为烧杯质量。
    抗水化性检测方法：将浇注料注入模板中，在室温养护12 h，脱模后在110 ℃烘箱中干燥12 h，观察试样的龟裂情况。
    研究发现，（1）处理镁钙砂的温度最好控制在700 ℃左右，处理1 h是比较合适的工艺时间。（2）水蒸气温度对试样有较大影响，在有足够的水蒸气时，温度过低，氢氧化钙的量不足，表面的碳酸钙覆盖层就不够完整；温度过高时，二氧化碳的分压低，且由于表面的松化作用，质量增加率增加，抗水化性能降低。水蒸气温度应在80~90 ℃左右为好。另外，二氧化碳流量的变化对试样的影响与其他的影响因素相比，作用要小得多。
（摘编自《耐火与石灰》2010，№4）