耐火骨料的分类

　　所谓常用耐火骨料是指我国大多数铸造工厂已经普遍使用和普遍用得起(即中等价格以下)的耐火骨料。这里讨论的主要有：石英粉、铝矾土、棕刚玉、镁砂粉、铬铁矿粉、镁橄榄石粉、云母粉、石墨粉8种。其余的新、少、贵的骨料归类于“特种骨料”中讨论。

　  1.石英粉

石英粉是最便宜的耐火材料骨料之一。SiO2含量通常在96％以上。SiO2虽有较高熔点和烧结温度(1500～1700℃)，但高温下易与FeO反应：2FeO+SiO2→2FeO·SiO2，生成低熔点、低黏度的铁橄榄石(FeO·SiO2)，易向涂层深处渗透而造成化学粘砂。

石英属酸性材料，易与碱性金属氧化物(如FeO、MnO、Cr2O3等)发生化学反应而生成低熔点的化合物，故在传统的涂料添加剂配伍下不适用于高锰钢等碱性合金的铸件，只有改造添加剂的特性和改变涂料层的酸碱性，才能使石英粉在高锰钢和合金钢生产中得到充分的应用。也常用于硅质耐火砖的生产。　　

2.铝矾土粉

铝矾土又称高铝土。其矿产物分子式：A12O3·H2O+A12O3·2H2O+A12O3·3H2O，另含有SiO2、Fe2O3、TiO2、黏土等杂质。铝矾土矿需经1150～1400℃煅烧成熟料后方能用于涂料，否则受热时不仅析出大量结晶水，而且收缩率较大，涂层严重开裂。铝矾土属中性材料，色浅，价廉，呈惰性，按Al2O3含量＞70％、8O％、85％分为三个等级。

　　含量越低，耐火度则越差，越易烧结。我国铝矾土资源丰富，分布广，适应性也较广，与其它骨料优化复合使用往往效果较好。经常用于高铝耐火砖和耐火浇注料等耐火材料产品。

3.棕刚玉粉

棕刚玉亦称普通电熔刚玉。棕刚玉是以铝土矿为原料，经电弧炉在还原气氛下熔融，之后缓冷而得。棕刚玉含Al2O3 85％～90％，呈棕色结晶，密度较大(3.8～4.09／cm3)，故用于涂料时存放稳定性较差。棕刚玉各项性能优于铝矾土，但不如白刚玉，其价格较白刚玉便宜得多，性能与效果也介于铝矾土和白刚玉之间。常用于浇注料等产品。

4.镁砂粉

镁砂粉主要成分为MgO，熔点＞1840℃(纯MgO熔点为2800℃)，密度3.0～3.6g／cm3，热膨胀系数低于石英粉，属碱性骨料。镁砂粉是由菱镁矿(MgCO3)经1450℃以上高温煅烧而得。单纯用镁砂粉作水基涂料的骨料时，MgO+H2O—Mg(OH)2。在浇注高合金钢的温度下，Mg(OH)2又分解出水，从而产生大量水蒸气，导致铸件气孔或金属液表面受蒸汽压的波动而形成铸件表面相当粗糙的缺陷。故镁砂粉在水基涂料中多宜与其它骨料搭配使用，或现配现用、尽快烘干。用于醇基涂料则对铸件表面质量无以上不良影响。也常用语镁质耐火砖等产品。

5.铬铁矿粉

铬铁矿粉之纯品为FeO·Cr2O3，中性。其天然矿物是各种共晶石的混晶：(Mg，Fe)O·(Cr，A1，Fe)2O3。国内市场上的铬铁矿粉多从南非进口，Cr2O3含量依矿源不同而在34％～％范围内波动，分为34％～40％和43％以上两种等级，吨价4000元以上。铬铁矿粉具有良好的热稳定性、激冷性，与金属液不润湿也不发生化学反应，有良好的抗粘砂效果，涂层易剥离。其密度为4.10～4.389／cm3，涂料存放的稳定性较差。

6.橄榄石粉

在自然界中，橄榄石是镁质耐火材料，天然矿物是镁橄榄石(Mg2SiO4，简称与铁橄榄石(Fe2SiO4)的固溶体，属于偏碱性材料。国内盛产地有河南西峡、陕西商南、湖北等，适合作为碱性钢涂料。橄榄石粉用于水基涂料时，铸件表面比用镁砂粉涂料光洁。值得注意的是：其矿产中如含蛇纹石或被风化的成分过多，则铸件易产生严重的气孔和粘砂缺陷；矿产中如含铁橄榄石(熔点122O℃)过多(氧化铁量>10％)，将严重降低涂料的抗粘砂能力。市场上所有橄榄石粉均为天然矿产粉碎而成，故矿产(石块)含量与纯度的稳定性至关重要。铸造涂料用的橄榄石粉，纯镁橄榄石的最低含量不能低于80％，否则将会严重地影响其发气量和熔点，产生严重的粘砂和气孔缺陷。

7.云母粉

云母为硅酸钾铝的水化物：K2O·3(AI2O3)·6(SiO2)·2H2O，天然矿产呈薄片状结晶，熔点750～1100℃，密度2.8～3.1 g／cm3。其特点是矿物理解比较完全，受热即放出结晶水，并生成碱金属硅酸盐的玻璃状易熔相，对整个涂层有较强的覆盖能力，有效防止金属液浸入。涂料骨料中配加适量的云母粉有利于防止铸件产生浸透性粘砂。云母粉常用于配制铜合金铸造涂料，因铜合金密度大，流动性好，渗入性强。

8.石墨粉

天然石墨粉经浮选分离而得鳞片石墨(结晶石墨)和土状石墨(无定形石墨)两大类产品。

　　鳞片石墨高温下只升华，即使在3700℃以上也不熔化、不软化，是高级耐火材料。土状石墨(又称半晶态石墨)含碳量较低，熔点>2100℃。其密度较小(仅2.1～2.3g／cm3)，易悬浮，石墨对铁水不浸润，化学稳定性好，浇注过程能产生微弱的还原气体，有利于防止铁水氧化。石墨为中性，抗金属激冷能力最强。石墨普遍用于铸铁件，对特厚大铸铁件也有极强的抗粘砂作用。只要涂层完整均布且负压度合适，铸件就不会产生粘砂缺陷。为防止鳞片石墨在涂料中出现漂浮偏折现象，在配制涂料时，鳞片石墨往往只占骨料总量的20％～30％。以石墨配制涂料的不足之处是其颜色黑，铸件清理时表面残留一层薄薄的黑灰而易产生黑色粉尘。也常用于碳质耐火砖的生产。