鑄石原料

鑄石原料是燒鑄鑄石用的天然巖礦石。主要原料是玄武巖、輝綠巖，配比原料有角閃石、白云石、蛇紋石、螢石、鉻鐵礦等。配比原料的作用是調(diào)整礦石化學(xué)成分，降低原料熔化溫度，增加流動性。鉻鐵礦或鈦鐵礦作為結(jié)晶劑。主要原料化學(xué)成分的要求是輝綠巖、玄武巖：SiO2 45%～51%，Al2O3 TiO2 15%～20%（TiO2常為5%左右），F(xiàn)e2O3 12%～17%，CaO 9%～11%，MgO 4%～7%，K2O Na2O<3%。并要求配比原料中有益或有用組分含量高者為宜。鉻鐵礦：含Cr2O310%～30%，SiO2<10%；白云巖：MgO>18%，CaO 30%；角閃巖：SiO2 46%～49%，Al2O3 TiO2 6%～12%，F(xiàn)e2O3 8%～12%，CaO 5%～12%，MgO 18%～25%；螢石CaF>85%。鑄石原料必須是均質(zhì)的，細(xì)粒未風(fēng)化的原巖，不含捕虜體和大于2毫米的橄欖石、輝石斑晶。

學(xué)科：固體礦產(chǎn)工業(yè)要求

詞目：鑄石原料

英文：stone-cast-making raw materials

鑄石生產(chǎn)是通過對原料熔化、熔漿結(jié)晶、鑄件退火，使多礦物相的原料轉(zhuǎn)變成單一“鑄輝石”礦物相，同時具有合適粒度（0.01-0.1mm)的產(chǎn)品。在斜長石、普通輝石、橄檻石、磁鐵礦等多礦物相轉(zhuǎn)變成單一的濤輝石，即一種在鑄石工藝條件才能獲得的特殊的輝石相時，才能獲得合適的粒度。在一定的工藝條件下，當(dāng)獲得合適的粒度時，相應(yīng)地也完成了礦物相的轉(zhuǎn)變。鑄石原料的化學(xué)成分主要SiO?、CaO、MgO、FeO、Fe?0?、Na?O和K?O。其中SiO?、Al?0?、Ca0和FeO在礦物相組成上起決定作用。。FeO和Fe?0?稍遜，但是它們在調(diào)整熔漿粘度上起重要作用，此外它們是磁鐵礦的唯一組成成分。K2O、Na2O含量少，能降低熔漿粘度，往往滯后到最后成為析出物的成分。鑄石產(chǎn)品的結(jié)晶作用理論上可以從Ca0-Mg0-Al?0?- SiO?四元系談起?，F(xiàn)將K?O、Na?O忽略不計，將FeO與Mg0合并、Al?0?與Al?0?合并，則化學(xué)成分可作換算。

如氧化鐵總量依FeO：Fe2O3=1：2分配，所得百分含量落圖到CaO-MgO-Ai203一SiO2四元相圖上。在陶瓷相圖2647圖25?203截面上，可見此成分點在鈣長石An、董青石Cord、尖晶石Sp三相點附近。在玄武巖中出現(xiàn)繭青石是不可能的，所成FeO：Fe2O3不等于1：2,如氧化鐵總量依FeO:Fezq=2:1分配，所得百分合量(8)落圖到20寫A120,截面上，可見此成分點在鈣長石An,輝石Pyrox,橄欖石For三相點附近。此三相點溫度小于1300'C，即上述成分點的初始熔化溫度不大于1300℃。添入FeO、Fe203，在CaO-MgO-FeO-Fe2O3- A1203-SIO2六元系的Si02-Mg2SiO4-Fe3O4-CaAl2Si2O8分圖上探討，陶瓷相圖2255一2257。在此正四面體圖的Mg2SiO4-CaA12Si208-Si02面上，屬于此面上的聯(lián)線用粗黑線表示，有兩個三相點，一為1260℃的轉(zhuǎn)熔點，另一為1220℃的共熔點。在此轉(zhuǎn)熔點，先析出的橄欖石與熔漿反應(yīng)，將改造為輝石和鈣長石。如熔漿在此轉(zhuǎn)熔點溫度不結(jié)束結(jié)晶作用，則熔漿將繼續(xù)冷至1220℃結(jié)束結(jié)晶。今Fe3O4端換成CaMgSi206。則在Si02- Mg2Si04- CaMgSi2O6-CaA12Si2O8四元系圖(陶瓷相圖894)的Mg2SiO4-CaMgSi206-CaA12Si208面上見到一個三相點，溫度為1270℃。鑒于此CaMgSi206相在SiO2-Mg2SiO4-Fe304-CaA12Si208四面體內(nèi)有它的對應(yīng)點，也就是在此四面體內(nèi)存在一條鈣長石與輝石、橄欖石間的界線，其溫度為1260℃-1270℃，另外在Si02一CaMgSi2O6一CaA12Si208面上還有一個1200℃的共熔點。由此可見，在添人FeO、Fe2O3后，物料的最初熔化溫度，也即最終結(jié)晶溫度將降至1200-1220℃.已知原料中有Na20 K20為4.15%，而Na20是鈉長石NaAlSi308的組成。4.15Na20可生成4.15X（62 1062 360）/62=34.86鈉長石。鈉長石熔點為1122'- ,因此4.15%Na2O K2O中只要有幾分之一用于組成鈉長石，就會很大地降低原料的熔化溫度。因此此原料的熔化溫度有可能低于1200℃。通過對鑄石結(jié)晶過程及相圖分析，可以得到以下結(jié)論：(1)在鑄石原料中，Si02、CaO、A1203和Mg0在礦物相組成上起著決定作用。氧化鐵總量應(yīng)依FeO：Fe2O3按2:1分配。(2)在鑄石生產(chǎn)過程中，添加FeO、Fe2O3?？墒刮锪系淖畛跞刍瘻囟?，即最終結(jié)晶溫度由1300℃降至1200~1220℃。(3 )以毒鉻渣為鑄石結(jié)晶促進(jìn)劑，可以解決錦州鑄石廠鑄石玻璃炸裂，造成廢品的問題。這是提高錦州鑄石廠鑄石成品率的簡單易行的措施。

按采用的主要原料分為天然巖石鑄石（玄武巖、輝綠巖等基性巖、以及頁巖）和工業(yè)廢渣（高爐礦渣、鋼渣、銅渣、鉻渣、鐵合金渣等）鑄石。按微觀結(jié)構(gòu)分為普通鑄石和微晶鑄石。按制造方法分為澆注制品（普型板材、異型板材和管材）、燒結(jié)制品、鑄石粉和鑄石塑料復(fù)合制品等。

鑄石材料是一種很有前途的材料，它能在一定部位代替某些金屬材料或其它材料；它能降低成本，延長設(shè)備使用壽命；減少維修工作量，保持設(shè)備的工作穩(wěn)定性，但目前鑄石材料在建材設(shè)備上使用量還不大，隨著節(jié)能工作的深入進(jìn)行，鑄石的使用將逐步推廣。若按每廠每年用鑄石代替3t鋼材，四川省內(nèi)所有建材企業(yè)就可節(jié)約1萬t左右的鋼材，這數(shù)字是很驚人的。建材行業(yè)主管單位和建材雜志應(yīng)大力做好推廣使用鑄石材料。