Исходным сырьем для производства высокоогнеупорных магнезитовых изделий является магнезит, встречающийся в природе в кристаллическом и аморфном состояниях. По химическому составу магнезит представляет собой углекислую соль магния (MgC03), загрязненную различными количествами примесей: кремнезема, углекислого кальция, глинозема, окисей железа и марганца.
Из значительного количества месторождений магнезита наибольшую известность имеет Саткинское, которое и является единственным источником магнезитового сырья для всех предприятий, производящих магнезитовые, магнезитохромитовые и хромомагнезитовые высокоогнеупорные изделия.
Магнезит Саткинского месторождения (Челябинская область) — это крупнокристаллическая компактная горная порода со стеклянным блеском, белого, серовато-белого и голубовато-серого цвета. Встречаются прослойки от серого до черного цвета, что зависит от наличия и содержания углистого вещества.
Саткинский магнезит не обладает большой прочностью, сравнительно легко дробится и размалывается. Содержание окиси магния в наиболее чистых разновидностях, магнезита близко к теоретическому содержанию ее в углекислой соли (MgC03) и составляет более 45%. Примесями в магнезите являются породы с содержанием CaO, Si02, А1203, Fe203.
При обжиге магнезит претерпевает значительные изменения как внешнего вида, свойств, так и химического состава. При нагревании до 700° магнезит разлагается с выделением углекислого газа по реакции MgC03 — MgO-f-C02. Полученная окись магния представляет собой рыхлую объемистую массу, состоящую из весьма мелких кристаллов периклаза.
В технике такой продукт носит название каустического магнезита.
В заводских условиях он получается обжигом магнезита при температуре 800-950°. Каустический магнезит поглощает воду, образуя гидрат окиси магния (Mg(OH)2), что сопровождается значительным увеличением объема. В измельченном состоянии каустический магнезит с раствором MgCl2 применяется как цемент.
При нагревании магнезита до температуры выше 1500° он спекается, как говорят, обжигается намертво и уже медленно реагирует с водой. Причина потери каустическим магнезитом способности поглощать воду заключается в росте кристаллов периклаза и образовании других кристаллических продуктов в результате реакций периклаза с примесями.
Чем выше температура и длительней ее воздействие, тем крупнее получаются кристаллы и тем труднее они реагируют с водой. Такой намертво обожженный или спекшийся магнезит в виде порошка применяют в качестве материала для наварки и заправки подин основных мартеновских печей.
Этот порошок носит название магнезитового металлургического порошка. Он служит также материалом для производства магнезитового и хромомагнезитового кирпича.
Огнеупорность его — выше 2000°. Наиболее распространенной и вредной примесью в металлургическом магнезитовом порошке является СаО. Ее вредная роль состоит в том, что даже при обжиге до самых высоких температур она не обжигается намертво и не теряет способности к гидратации.
В результате металлургический порошок, изготовленный из магнезитов с содержанием значительного количества извести, при хранении гидратируется и частично обращается в пыль. Лучшим материалом для производства хромомагнезитового кирпича является чистый лом магнезитового кирпича.