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鑄石的結晶過程

  • 作者:Admin        發布時間:16/01/01
  •       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是Si02、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Fe2O3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,往往滯后到最后成為析出物的成分。鑄石產品的結晶作用理論上可以從Ca0-Mg0-Alz03- SiO2四元系談起。現將K2O、Na2O忽略不計,將FeO與Mg0合并、Fe203與A1203合并,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。在玄武巖中出現繭青石是不可能的,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℃。

         鑄石添入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℃。鑒于此CaMgSi206相在SiO2-Mg2SiO4-Fe304-CaA12Si208四面體內有它的對應點,也就是在此四面體內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,可以解決鑄石玻璃炸裂,造成廢品的問題。鑄石成品率的簡單易行的措施。

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