基本介紹
- 中文名：鑄石
- 外文名：cast stone
- 拼音：zhu shi
- 類型：加工而成的矽酸鹽結晶材料
- 主要原料：天然岩石，工業廢渣
- 性質：很好的耐腐蝕、耐磨性能
簡介,性能,分類,生產工藝,結晶過程,用途,前景,
簡介
鑄石具有很好的耐腐蝕、耐磨性能，但其韌性、抗衝擊性較差，切削加工困難。鑄石製品主要有鑄石管、鑄石複合管、鑄石板和鑄石料，已被廣泛套用在電力、煤炭、礦山、冶金、化工、建築等工業部門的嚴重磨損、腐蝕部位。可延長部件或設備的使用壽命為其它材料的十幾倍乃至幾十倍。由於鑄石製品的韌性較差，硬度較高，難以切削加工，一般按一定形狀和尺寸加工製品。其固定方式採用砌築和鑲嵌的方法。
性能
鑄石的主要性能是：硬度高（莫氏硬度為7～8）；耐磨性好（耐磨係數為0.09～0.14克/厘米2，抗腐蝕性能強，除氫氟酸和熱磷酸外，能抗任何酸鹼的腐蝕（耐酸性大於96%，耐鹼性大於98%）。鑄石具有很好的耐腐蝕、耐磨性能，其耐酸鹼性可達99%以上，耐磨性比錳鋼高5～10倍，比碳素鋼高數十倍；其莫氏硬度7～8，僅次於金剛石和剛玉。但其韌性、抗衝擊性較差，切削加工困難。
分類
按採用的主要原料分為天然岩石鑄石（玄武岩、輝綠岩等基性岩、以及頁岩）和工業廢渣（高爐礦渣、鋼渣、銅渣、鉻渣、鐵合金渣等）鑄石。按微觀結構分為普通鑄石和微晶鑄石。按製造方法分為澆注製品（普型板材、異型板材和管材）、燒結製品、鑄石粉和鑄石塑膠複合製品等。
生產工藝
在中國，過去一般採用燒焦炭的沖天爐熔制，目前多用燒油或天然氣的井式熔窯或淺料層池窯熔制。其主要工藝流程如圖。
生產工藝
生產工藝結晶過程
鑄石生產是通過對原料熔化、熔漿結晶、鑄件退火，使多礦物相的原料轉變成單一“鑄輝石”礦物相，同時具有合適粒度（0.01-0.1mm)的產品。在斜長石、普通輝石、橄檻石、磁鐵礦等多礦物相轉變成單一的濤輝石，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，當獲得合適的粒度時，相應地也完成了礦物相的轉變。鑄石原料的化學成分主要SiO2、CaO、MgO、FeO、Fe203、Na2O和K2O。其中SiO2、Al203、Ca0和FeO在礦物相組成上起決定作用。。FeO和Fe203稍遜，但是它們在調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，往往滯後到最後成為析出物的成分。鑄石產品的結晶作用理論上可以從Ca0-Mg0-Al203- SiO2四元系談起。現將K2O、Na2O忽略不計，將FeO與Mg0合併、Al203與Al203合併，則化學成分可作換算。
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%A1203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。在玄武岩中出現繭青石是不可能的，所成FeO：Fe2O3不等於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。此三相點溫度小於1300'C，即上述成分點的初始熔化溫度不大於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，屬於此面上的聯線用粗黑線表示，有兩個三相點，一為1260℃的轉熔點，另一為1220℃的共熔點。在此轉熔點，先析出的橄欖石與熔漿反應，將改造為輝石和鈣長石。如熔漿在此轉熔點溫度不結束結晶作用，則熔漿將繼續冷至1220℃結束結晶。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℃。鑒於此CaMgSi206相在SiO2-Mg2SiO4-Fe304-CaA12Si208四面體內有它的對應點，也就是在此四面體記憶體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後，物料的最初熔化溫度，也即最終結晶溫度將降至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於組成鈉長石，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於1200℃。通過對鑄石結晶過程及相圖分析，可以得到以下結論：(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。氧化鐵總量應依FeO：Fe2O3按2:1分配。(2)在鑄石生產過程中，添加FeO、Fe2O3。可使物料的最初熔化溫度，即最終結晶溫度由1300℃降至1200~1220℃。(3 )以毒鉻渣為鑄石結晶促進劑，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。
鑄石
鑄石用途
鑄石製品主要有鑄石管、鑄石複合管、鑄石板和鑄石料，已被廣泛套用在電力、煤炭、礦山、冶金、化工、建築等工業部門的嚴重磨損、腐蝕部位，如刮板輸送機底襯、溜槽里襯、風機殼內襯、磨機進出料裝置等部位。可延長部件或設備的使用壽命為其它材料的十幾倍乃至幾十倍。 由於鑄石製品的韌性較差，硬度較高，難以切削加工，一般按一定形狀和尺寸加工製品。其固定方式採用砌築和鑲嵌的方法。
鑄石的主要用途是在工業上用作防腐蝕、耐磨材料，如酸、鹼儲罐、反應罐、酸洗池（槽）的防腐蝕襯裡；各種礦石、灰渣、尾礦的溜槽和輸送管道，以及球磨的耐磨襯板等。在建築上可用作倉庫地坪，公共建築的過道、樓梯踏步，廠房的耐酸地坪和牆裙，以及水工工程的大壩貼面和排砂孔襯裡等。淺色或彩色鑄石可以代替大理石、花崗石作內外裝飾材料和地面材料。
1、通用型鑄石耐磨件
皮帶輸送機大小托輥輥套使用的鑄石件均為通用型鑄石。這種鑄石件加工容易,截面均為圓環形，直接由擠出機中擠出並按長度要求切割成段，經過鍛燒形成了產品。由於通用件生產容易，不需專門訂貨。所以這種產品用得較多。使用效果也令人滿意,其優點是：一般使用壽命比普通金屬套托輥長二倍以上。第二，由於重量輕，降低了維修勞動強度;第三，運行情況穩定、可靠、無噪音。第四,價格便宜,其造價僅為金屬託輥的1/3。
2、通用異型鑄石及特異型耐磨件
風選錘式粉碎機風管,攪拌機、螺旋運輸機,氣力輸送設備是使用通用異型鑄石的設備。通用異型鑄石使用效果和通用型鑄石耐磨件相似,但生產相對複雜,價格也高於通用型鑄石。攪拌機攪刀，擠磚機絞刀葉片，風機殼等是使用特異型鑄石的設備。特殊型鑄石生產更加複雜，全部都需作新模具。且生產量小，模具使用次數少。限制了使用廠家的套用。特異型鑄石件受製造質量和安裝質量的影響，使用壽命不穩定有些零件如攪刀葉片，攪拌機攪刀還要承受部分拉力，需要配製金屬骨架，安裝麻煩，使用性能也必然受到影響。
鑄石粉
鑄石粉前景
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，延長設備使用壽命；減少維修工作量，保持設備的工作穩定性，但目前鑄石材料在建材設備上使用量還不大，隨著節能工作的深入進行，鑄石的使用將逐步推廣。若按每廠每年用鑄石代替3t鋼材，四川省內所有建材企業就可節約1萬t左右的鋼材，這數字是很驚人的。建材行業主管單位和建材雜誌應大力做好推廣使用鑄石材料。
