一种CaO防水化的处理方法 [0002]CaO材料是一种优异的耐火材料，是最稳定的氧化物之一，与各种熔融金属几乎不发生反应。同时，随着人们对CaO水化性能的研究，提出了各种提高CaO抗水化性能的方法，许多技术已经投入工业生产应用。因此，CaO耐火材料广泛应用于高温环境领域，如钢铁的冶炼，合金的精炼以及铸造行业中。与其他材料相比，CaO材料具有以下优点:1.耐火性能好氧化钙具有较高的熔点和沸点，其熔点是2570°C，沸点为2850°C。在高温下，氧化钙饱和蒸汽压较其它碱性氧化物低，是较好的耐火材料。 [0003]2.热力学性能稳定CaO是最稳定的氧化物之一，与各种熔融金属几乎不发生反应，根据对一些氧化物性能的研究，在1500°C时，一些氧化物生成自由能(负值)的绝对值大小顺序为:Ca0_>Hf02>Zr02>Al203>Mg0>Ti02>Si02> Cr203。与其他材料相比，CaO在金属及合金的熔炼温度下被活性合金元素还原的量要少得多。 [0004]3.优异的除杂性能
氧化钙质耐火材料具有良好的净化钢液的作用，主要原因是CaO易与钢液中的S，P等杂质发生反应，而且，反应后生成的物质将从耐火材料上脱落下来并且上浮至保护渣层中，在后期的操作中得以除掉，这样就大大净化了钢液，同时它还可以降低O和某些非金属夹杂的作用。
[0005]4.良好的抗渣性
CaO材料在钢铁的冶炼中具有良好的抗渣性，在钢铁冶炼中，钢液中的炉渣会与CaO反应生成C2S和C3S等，使得熔渣粘度大大提高，润湿角增大，限制了炉渣对耐火材料内部的进一步深入，防止更严重的侵蚀的产生。同时，CaO耐火材料在使用过程中。由于CaO的再结晶，在耐火材料表面会生成一层非常致密的表层，进一步阻止炉渣的侵入。
[0006]5.抗热震性
在高温条件下，CaO具有较好的蠕变性，因此材料具有一定的塑性，当温度变化较大时会产生一定的热应力，而CaO的蠕变性恰好可以起到缓冲的作用，使材料具有一定的稳定性，不因温度的巨变而变形损坏。
[0007]6.资源丰富、制备方法简单
氧化钙来源广泛，如石灰石、方解石、大理石等都是氧化钙的原材料。地球上，这些矿源储藏量大，分布范围广，资源丰富，价格低廉。煅烧这些原料便可得到氧化钙，且处理过程简单。
[0008]7.易水化性能
CaO属于NaCl型，钙离子位于氧离子的八面体空隙中，其晶格常数较大，为0.48nm,而密度仅为3.32g/cm-3相对较小，因此其晶格结构较为疏松，具不稳定性，易与水发生反应，.即使在常温下，也会与水发生反应，且生成的Ca(0H)2会产生膨胀效果，使制品产生裂纹和崩裂，这就是氧化钙材料使用受到限制的主要原因。为此，各国做了大量的研究，并取得了一定的进展，某些技术已经应用的于工业生产，但还没有从根本上解决其抗水化的问题。



[0009]本发明的目的在于提供一种CaO防水化的处理方法，本方法向CaO中加入MgO后，将CaO电熔处理或高温煅烧，使高温CaO在冷却到室温过程中，表面覆盖电熔MgO层，或形成CaO-MgO固溶体，从而达到防水化的目的，本方法工艺简单，操作方便，可降低CaO砖及CaO砂的生产成本。
[0010]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种CaO防水化的处理方法，所述方法包括向CaO中加入氧化物，将添加氧化物的CaO电熔处理或高温煅烧处理，在其冷却到室温的过程中进行热处理，使CaO的表面包覆一层氧化物层，或形成CaO-MgO固溶体，从而制备出抗水化性能优良的CaO制品；向CaO中加入质量分数为3.0-20.0%的MgO ;或CaO中加入质量分数为1.0-30.0%的S12,或是CaO中加入质量分数为1.0-30.0%的MgO和S12的组合；添加MgO的CaO，采用电熔处理，电熔温度为2500-2800°C，或采用高温煅烧处理，煅烧的温度为1500-2000°C ；电熔后含氧化镁CaO在冷却的过程中随炉冷却，使固溶在CaO中的MgO充分析出，包覆在电熔CaO的表面；电熔后的含氧化镁CaO在冷却到室温的过程中,采用急冷处理,使含氧化镁CaO的形成CaO-MgO固溶体。
[0011]所述的一种CaO防水化的处理方法，所述抗水化的含氧化镁CaO制品包括电熔含1-20.0wt%Mg0的高钙砖，电熔含1-20.0wt%Mg0的高钙砂以及烧结1-20.0wt%Mg0的高钙砂。
[0012]所述的一种CaO防水化的处理方法，所述添加Si02的CaO，可采用电熔处理，电熔温度为2200-2700°C ;或高温煅烧处理，煅烧的温度为1500-2100°C。
[0013]所述的一种CaO防水化的处理方法，所述电熔后的含二氧化硅的CaO在冷却的过程中在温度2100-2150°C的温度区间内保温处理，然后快速冷却到室温。
[0014]所述的一种CaO防水化的处理方法，所述抗水化的含二氧化硅的CaO制品包括电熔含1-30.0wt%Si02的高钙砖，电熔含1-30.0wt%Si02的高钙砂以及烧结1-30.0wt%Si02的闻钙砂。
[0015]本发明的优点与效果是:
本发明可解决CaO抗水化的问题，本方法工艺简单，操作方便，原材料的成本和生产成本低，可带来巨大的环境效益和社会效益。




[0016]图1为本发明实施例1样品的照片；
图2为本发明实施例2样品的照片；
图3为本发明实施例3样品的照片；
图4为本发明实施例4样品的照片；
图5为本发明实施例5样品的照片；图6为本发明实施例6样品的照片；
图7为本发明实施例7样品的照片；
图8为本发明实施例8样品的照片。


[0017]下面结合附图所示实施例，对本发明作进一步详述。
[0018]实施实例I
向CaO中加入5.0-18.0wt%的轻烧MgO，将添加MgO的CaO混合均匀后，投入电弧炉中，按一定电压、电流加温熔化、熔炼、精炼，电熔温度为2500-2800°C，然后浇注成CaO块体，再将CaO砖浇铸块经随炉冷却处理，制备出抗水化性能优良的高CaO定型制品。CaO制品的图片如图1所示，其吸水率如表1所示。
[0019]图1样品的照片。
[0020]表1样品中氧化镁加入量与水化后增重量之间的关系