硅微粉的作用

。二氧化硅微粉在水中形成胶体粒子，当有分散剂存在时，粒

子表面形成双电层的重叠而产生静电斥力，克服了质点间的范

德华力，降低了微粒的表面能，防止了粒子间的吸附絮凝，同

时微粒周围吸附了分散剂而形成溶媒层，因此增大了浇注料的

流动性。即掺加了二氧化硅超细粉及适宜的分散剂，可降低耐

火浇注料的施工用水量，提高流动性。浇注料的硬化主要是由

于水泥水化结合和活性二氧化硅微粉遇水凝结结合共同作用的

结果，硅微粉的类型及加入量对浇注料的工作性能及理化指标

影响显著，因此必须认真选择硅微粉以保证浇注料达到最好性

能。氧化铝微粉对于确定浇注料的浇注性能及高温下莫来石化

的程度也_

第2期 微粉在冶金耐火材料中的应用开发 37微粉在冶金耐火材料中的应用开发

杨 强(攀钢冶金材料有限责任公司 四川攀枝花617023)摘要：根据微粉的特性，结合自己从事耐火材料技术质量管理工作的实际经验，主要介绍了sio2微粉、Al2 o，微粉在耐火材料中的应用情况，希望能与同行共同探讨。关键词：微粉；特性；应用开发中图分类号：F406 文献标识码：B 文章编号：1003—0514(2003) 一0037—03Applying and developing powder in fire—-resistant materialYANG Qiang(Pangang’s Metallurgical Material Co．，Ltd，Panzhihua 617023，China)Abstract：Introduce the application of powder —Sio2 A1203 tO fire—resistant material according to thecharacter of po wderand the practical experience in quality management．Key words：po wder；character；apply an d develop0 前言

近年来，随着耐火行业的不断发展，对微粉的研

究和应用越来越广泛，它对提高耐火材料的档次及性

能越来越明显。微粉的工业制备方法可分为两种：即

粉碎法和聚集法；微粉的特性表现为高比表面积和高

表面活性，在耐火材料中可用于促进烧结、结合剂、改

善性能等；微粉较科学的分类方法为：

粉体粒径尺寸 10—103pm微粒子(微粉)粒径尺寸0．1—10pm

超微粒子(超微粉)粒径尺寸 1—102nin

极微粒子粒径尺寸

在耐火材料生产中应用较多的微粉是sio2微

粉、AI20，微粉、碳化硅微粉、莫来石微粉、尖晶石微

粉、锆英石微粉、金属铝微粉、金属硅微粉等，微粉加

入量一般较少，但效果明显。

1 微粉在不定型及散状耐火材料中的应用开发

随着耐火行业的进步，浇注料经历了由普通浇注

料到低水泥浇注料以及到超低水泥浇注料的发展，相

应结合剂由单纯采用水玻璃、矾土水泥、磷酸盐类等

发展到采用少量纯铝酸盐水泥与活性微粉和添加剂

结合起来使用，大大改进和提高了浇注料的性能，使

得浇注料的应用范围越来越广。

低水泥耐火浇注料的关键就是微粉和外加剂的

联合使用。硅灰的主要成分是非晶质无定形的二氧

化硅，比表面积大，表面能高，易吸水发生团聚。二氧

化硅微粉在水中形成胶体粒子，当有分散剂存在时，

粒子表面形成双电层的重叠而产生静电斥力，克服了

质点间的范德华力，降低了微粒的表面能，防止了粒

子间的吸附絮凝，同时微粒周围吸附了分散剂而形成

溶媒层，因此增大了浇注料的流动性。即掺加了二氧

化硅超细粉及适宜的分散剂，可降低耐火浇注料的施

工用水量，提高流动性。浇注料的硬化主要是由于水

泥水化结合和活性二氧化硅微粉遇水凝结结合共同

作用的结果，硅微粉的类型及加入量对浇注料的工作

性能及理化指标影响显著，因此必须认真选择硅微粉

以保证浇注料达到最好性能。氧化铝微粉对于确定

浇注料的浇注性能及高温下莫来石化的程度也十分

收稿日期：2003—03—10

作者简介：杨强，男(1969一)，长期从事冶金耐火材料生产、

研究和质量管理。38 冶金标准化与质量 第4l卷

重要。氧化铝和二氧化硅的细粉在1300—1400℃ 发

生反应，形成莫来石(如果CaO含量很低)，莫来石化

决定高温强度的发展，增强了浇注料的高温热机械性

能。氧化铝微粉的类型(如粒度、结晶大小等)对于浇

注料的浇注性能及其它性能也具有很大的影响。以

二氧化硅微粉、活性氧化铝微粉、纯铝酸盐水泥及添

加剂组成的结合系统，根据使用条件的不同，配加叶

蜡石粉、高铝刚玉粉、镁砂粉、蓝晶石粉、莫来石粉、尖

晶石粉等，以刚玉、特级矾土、硬质粘土、一级矾土、轻

质粘土等作骨料，对各组份的加入量作精心的试验调

整，开发出了一系列性能优异的低水泥浇注料。产品

有：炉外冶金用喷枪、钢包底浇注料、钢包打结料、轻

质浇注料、加热炉烧嘴砖、加热炉用浇注料、钢包底吹

氩透气砖、电加热水冷包盖浇注料、钢纤维增强浇注

料等等，提高了产品的种类及应用领域，且较大地增

强了产品的性能，提高了使用寿命，逐步淘汰了以往

靠矾土水泥及水玻璃结合的产品(开发的重点产品理

化指标见表1)。 ‘

表l 炉外冶金用喷枪理化指标

利用超细粉的分散效果，可降低喷涂料喷涂施工

用水量，提高材料的体积密度。超细粉微粉可以充填

材料的颗粒空隙，使组织致密，提高材料的强度；超细

粉微粉的比表面积大，有较高的活性，便于烧结，配以

合适的数量，可增加固相结合，使材料能在较低的温

度下形成陶瓷结合的机会增多，强度提高，对材料抵

抗钢水熔渣的冲刷和熔损有利，从而延长使用寿命。

添加二氧化硅微粉、氧化镁超细粉开发了镁钙质喷涂

料、镁质喷涂料等散状耐火材料，用于转炉、钢包及中

间包的喷补，取得了较好的效果(开发的主要产品理

化指标见表2)。

二氧化硅微粉与水化的氧化镁料浆可形成很好的网络状链键，而且直至1200％烧后，链形态无大的

变化，可确保浇注料具有高中温烧后强度。以二氧化

硅微粉、中档镁砂粉及添加剂为结合系统，以中档镁

砂为骨料，开发出了镁质挡渣墙和冲击板，用于连铸

中间包内，取得了较好的效果。其它无水泥浇注料及

自流浇注料产品正在开发之中，将会更进一步提高浇

注料的理化及施工性能，应用领域更广(开发的主要

产品理化指标见表3)。

表2 镁钙质喷涂料理化指标

表3 镁质挡渣墙和冲击板理化指标

MgO ．％

Sio2，％ ．

耐压强度／Mpa IIO~C×24h

体积密度，g。cm一’ 1IO~C×24h

耐火度，℃

重烧线变化，％

3 微粉在定型制品中的应用开发

微粉由于表面缺陷多、表面质点的活化和无序

化，具有能态高、活性大的特点，从而可以促进烧结进

程，降低烧成温度。微粉的加入以15µ；m促进

烧结最有效，微粉量加入5％ 明显地具有促进烧结的

作用。微粉的加入有几个作用，一是填隙减小了气

孔，加入量不能太大，否则因堆积密度小和不能紧密

堆积而导致不够致密；二是微粉分布在颗粒边缘，因

其表面活性和质点可移动，能在较低的温度下与颗粒

结合得较好，封闭部分贯通气孔，从而使制品致密化、

强度增强，促进烧结，这个作用只有在微粉粒度小于

5mn时才表现得比较明显。利用这一特性，将微粉加

第2期 微粉在冶金耐火材料中的应用开发 39

入到烧成耐火制品中可提高制品的强度、密度及其它

性能。以优质高铝矾土熟料、硬质粘土熟料为基料，

加入适量硅线石系或石英与Al2 o3微粉，有效地改善材料的抗蠕变性能，开发出了性能优异的低蠕变高铝

砖和粘土砖，这种砖已在炼铁厂的热风炉推广使用。

以优质高铝矾土熟料，引入适量的锆英石微粉，研究

开发了抗热震性铝锆砖，已在水泥回转窑推广使用，

这种砖经l0次以上抗热震试验(快速加热到1100℃ ，

水冷)后，除了有一些轻微的表面裂纹外，砖体仍保持

良好。在氧化铝质滑板和水口砖中添加活性Al2 o3

微粉后，能降低气孔率并提高热稳定性和抗侵蚀性。

利用微粉具有能态高、活性大的特点，将金属铝微粉、

碳化硅微粉加入到镁碳质及铝镁碳质耐火制品中，改

善和提高了含碳材质的抗氧化性能和高温机械性能，

开发出了电炉用镁碳砖、炼钢转炉用镁碳砖、钢包用

镁碳砖、钢包用铝镁碳砖及提钒转炉用镁碳砖。通过

添加sio2微粉、AhO，微粉开发出了镁铝尖晶石不烧

砖及铝尖晶石不烧砖，分别用于回转窑及连铸中间包

工作层，取得了较好的效果(开发的主要产品理化指

标见表4)。

表4 滑板砖理化指标

4 结语

除了最常用的Sio2微粉和Al2 o3微粉外，越来越

多的其它微粉得到了广泛的应用，这些微粉主要包括

各种氧化物(如Zr(h、M：go、BeO、Ti02等)、硅酸盐(如

ZrSiO Mgo．Si02、2Ms,o．Si02等)、钛酸盐、氮化物(如

0‘、A1N、BN、TiN等)、碳化物(如SiC、WC、TiC、B4C)

和硼化物(如Ti82、 等)，众多的特殊性耐火材料

和功能耐火材料也越来越多地应用这些微粉。相信，

随着人们对微粉的认识及性能的研究，微粉的应用领

域将越来越广，且能大大改进和提高产品的性能。

· 动态与简讯·

ISO近两年的主要目标

标准化主要是通过对一致和互惠的科学、技术和商务知识的应用取得广泛协调的一项经济活动。《ISO章程》中规定了ISO的主要宗旨及其管理方法，即：促进世界的标准化及相关活动以便利货物和服务的国际交流，推动知识、科学和经济领域的合作。为此制订ISO的主要目标如下：1．ISO将制订国际标准并积极推动标准的自愿采用以尽可能促进全球的工业和贸易效率的提高。ISO标准将可修订以用于合格评定，并将在最终服务于消费者利益的工业和贸易的各个方面促进质量和可靠性，同时为世界经济的可持续发展做出贡献。ISO标准将在其应用的任何健康、安全和环境，以及市场和日益增长的贸易需求方面促进人类和社会的利益。ISO标准将可适用于联邦政府、国家和地方管理部门在管理和采购活动中参考。2．ISO将促进国际标准的使用以助于协调技术法规并减少技术法规可能造成的技术性贸易壁垒，这意味着政府之间的密切配合。3．ISO的管理将更加民主化，努力满足所有成员的意见和愿望，保持成员的平衡参与和协调一致的决策方式。4．作为世界上最大的国际标准化机构，ISO将努力遏制发展中国家与其他国家日益不平等的趋势。5．为促进全球贸易，ISO将鼓励最大化地实施ISO标准。6．ISO将努力确保全球三大标准化机构——ISO、me和ITu协同发展成为全世界标准化、合格评定及相关活动的中心。7．ISO将成立一个机构，快速适应各种变化和全球的需求。在此方面ISO将不落后于其他国际标准制订机构，甚至做得更好。8．ISO将不断提高与世界各个区域的合作及其可见性，鼓励对于能够为全球的标准化和合格评定工作有指导意义的区域性活动。9．ISO将建立机制以使得国际或区域组织翩订的文件转化为国际标准。