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刚玉浇注料的理化指标
一、化学成分
刚玉浇注料的化学成分主要是由刚玉（α-Al2O3）和结合剂组成。
其中，刚玉是主要的耐火材料，提供高温强度和耐侵蚀性；结合剂则负责将刚玉颗粒粘结在一起，并提高浇注料的可加工性和使用性能。
二、物理性能
1. 密度：刚玉浇注料的密度取决于其颗粒大小和结合剂的含量。
一般来说，浇注料的密度越高，其强度和耐火性能也越好。
2. 气孔率：气孔率是衡量浇注料中气孔数量的指标。
气孔率过高会导致强度下降，过低则可能导致热导率增大。
3. 热膨胀性：刚玉浇注料的热膨胀性应尽可能低，以减少因温度变化引起的尺寸变化和应力。
4. 耐磨性：由于刚玉浇注料常用于处理飞灰和渣等物料，因此其耐磨性也是一项重要的物理性能。
三、使用性能
1. 高温强度：在高温下，刚玉浇注料应保持良好的强度和稳定性，以抵抗内部和外部的机械负荷。
2. 耐火性：作为耐火材料，刚玉浇注料应能在高温下保持其结构和性能的稳定。
3. 抗侵蚀性：面对飞灰、渣等物料的腐蚀，刚玉浇注料应具有一定的抗侵蚀性。
4. 热导率：热导率是衡量刚玉浇注料传热性能的重要指标。
在高温下，良好的热导率有助于控制温度和热量分布。
四、工艺性能
1. 浇注性能：刚玉浇注料应具有良好的流动性，以便于浇注到复杂的几何形状中。
2. 干燥性能：干燥过程中，浇注料应保持良好的尺寸稳定性，避免开裂或变形。
3. 烧成性能：在烧成过程中，浇注料应能保持适当的烧结速度和体积变化，以实现理想的烧结效果。
ＮＡｌＨＵｏｃＡｌｕＡＯ／耐火材料２００５。
３９（３１１７９～１８１开发与应用二氧化硅和氧化铝微粉加入量对ＭｇＯ基浇注料流变性的影响马成良张殿伟叶方保钟香崇郑州大学高温功能材料河南省重点实验室郑州４５００５２摘要采用电熔镁砂颗粒作骨料，电熔镁砂粉、电熔白刚玉粉、Ａｌ：０３微粉和ｓｉ０２微粉作基质料，固定骨料与基质料质量比为６５：３５，且固定基质料中Ａ１２０，微粉与Ｓｉ０２微粉的总加入量为８％，改变两种微粉的加入比例（Ａ１，Ｏ，微粉的加入量分别为８％、６％、４％、２％、０，Ｓｉ０，微粉的相应为０、２％、４％、６％、８％），分别加６．４％的水制成ＭｇＯ基浇注料，并采用浇注料流变仪研究了Ａｌ：０，微粉与ＳｉＯ：微粉的加入量对浇注料流变性（扭矩、流动阻力和粘度）的影响。
研究结果表明：随着ｓｉＯ：微粉加入量的增加，浇注料的扭矩、流动阻力和粘度呈降低趋势，但ＳｉＯ，微粉加入量超过４％后变化很小。
关键词硅微粉，氧化铝微粉，氧化镁基浇注料，流变性由于浇注料的粒度范围较宽（从０．１“ｍ到几ｍｍ），特别是颗粒含量多，约占６０％一７０％，对浇注料流变性有很大的影响，不能作为均质悬浮液来看待，故浇注料基质的流变性不能全面反映全组分浇注料的流变行为。
因此，利用浇注料流变仪研究全组分浇注料的流变行为，可以更直接、更准确地反映浇注料的施工性能。
文献［１—３］曾用此方法研究了Ａｌ：Ｏ，基浇注料的流变性，本工作用此法研究了ｍ：Ｏ，微粉与ｓｉＯ：微粉加入量变化对ＭｇＯ基浇注料流变性的影响。
ｌ试验采用电熔镁砂颗粒作骨料，临界粒度为８ｍｍ。
基质料由电熔镁砂粉、电熔白刚玉粉、Ａｌ：Ｏ，微粉和ｓｉ０，微粉组成。
上述原料的理化指标如表１所示。
表ｌ原料的理化指标！璺垒！皇！！竺巳皇壁！皇皇皇！！！旦呈！璺壁！旦旦竺堂皇！！皇！兰——原料名称—瓦万—ｉｉ瓦—｛篡｝—豆丽粒径／斗ｍ电熔镁砂＞９８＜１．５电熔白冈４玉＞９８．５＜ｏ．５＜ｏ．３ａ—Ａ１２０３微粉＞９８．５≤５ｓｉ０２微粉＞９７．Ｏ≤１固定浇注料中骨料与基质料的质量比为６５：３５，且固定基质料中Ａｌ：０，微粉与ｓｉＯ：微粉的总加入量为８％，改变两种微粉的加入比例，即Ａｌ：Ｏ。
高性能钢包耐火材料用镁铝尖晶石Raymond P.RacherAlmatis Inc.501West Park RoadLeetsdale,PA15056,USARobert W.McConnellAlmatis Inc4701Alcoa RoadBauxite,AR72011USAAndreas BuhrAlmatis GmbH,Olof-Palme-Str.37,D-60439Frankfurt/MainGermany摘要优质钢的生产要求钢在钢包中进行更多的处理。
这对钢包用耐火材料有显著的影响，例如需要透气砖等高性能功能耐火材料。
增加出钢温度，较长的停留时间，侵蚀性更强的二次冶炼等操作的改变要求耐火材料衬更薄，寿命更长。
这些综合因素重新唤起了对镁铝尖晶石研究的兴趣。
镁铝尖晶石已经作为各种类型用于炼钢用耐火材料很多年了。
本文阐述了尖晶石的生产、理化性能和使用性能，也讨论了尖晶石应用的进展情况。
1 引言本文讨论了镁铝尖晶石的结构、性能和应用，尤其描述了镁铝尖晶石在生产洁净钢用耐火材料上的优点。
镁铝尖晶石由于强的抗渣侵蚀性、优良的抗热震性和高温强度高等特点，越来越多的被应用于炼钢用耐火材料。
20世纪60年代中期最初生产的尖晶石耐火材料是通过氧化铝和镁砖中的方镁石的原位反应制备的，用于水泥窑的内衬。
高质量的预合成尖晶石使得发展优质不定形耐火材料和耐火砖成为可能。
2 性能2.1 结构镁铝尖晶石是具有相同晶体结构的氧化物中的一种，这种晶体结构称为尖晶石结构。
尖晶石组有二十多种氧化物，但只有很少数是常见的。
尖晶石组的结构式是AB2O4,这里A代表二价金属离子，例如镁、铁、镍、锰和/或锌，B代表三价金属离子，例如铝、铁、铬或锰。
除非特别指明，本文的尖晶石表示MgAl2O4,矿物尖晶石是二元系统MgO–Al2O3的唯一化合物。
尖晶石族矿物的明显特征是，它是一种组分可被替代的固溶体，尖晶石组分中一种或两种都可以被这组矿物中的其他组分大量的代替，而且是在晶体结构不改变或晶格没有任何变形的情况下。
㊀第６期有色金属加工«有色金属加工»文后参考文献著录格式根据最新的国家标准ＧＢ/Ｔ７７１４－２０１５«信息与文献㊀参考文著录规则»ꎬ本刊从２０１７年第１期起实行新的文后参考文献著录格式ꎮ作者投稿时请按此格式著录参考文献ꎮ本刊采用顺序编码制ꎬ文献序号由阿拉伯数字外加方括号组成ꎮ作者人数为不超过３人时全部著出ꎬ人名之间用逗号分隔ꎻ超过３人时只著出前３人ꎬ在第３人后加逗号ꎬ然后加 等 字ꎮ对于西文文献的作者名ꎬ无论是西方人名还是中国人名ꎬ一律写成姓在前ꎬ名在后的形式ꎬ其中姓要写全ꎬ不能缩写ꎬ且要求字母全部大写ꎻ名要缩写ꎬ不加缩写点ꎬ字母大写ꎮ西文杂志名要缩写ꎮ１㊀期刊(文献类型标志代码:Ｊ)[序号]作者名.文章题名[文献类型标志代码].期刊名(其他题名信息)ꎬ年ꎬ卷(期):起页码－止页码.示例:[１]李晓东.气候学研究的若干理论问题[Ｊ].北京科技大学学报(自然科学版)ꎬ１９９９ꎬ３６(１):１０１－１０６.[２]李友芬ꎬ洪彦若ꎬ钟香崇ꎬ等.复相β－Ｓｉａｌｏｎ的合成和烧结行为[Ｊ].耐火材料ꎬ１９９８ꎬ３２(２):８７－９１.[３]ＢＡＫＬＯＵＴＩＳꎬＰＡＧＮＯＵＸＣꎬＣＨＡＲＴＩＥＲＴꎬｅｔａｌ.Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｏｆａｑｕｅｏｕｓα－Ａｌ２Ｏ３ꎬα－ＳｉＯ２ꎬａｎｄＳｉＣｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｗｉｔｈｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ[Ｊ].ＪＥｕｒＣｅｒａｍＳｏｃꎬ１９９７(１２):１３８７－１３９２.(注:无卷的情况)２㊀普通图书(文献类型标志代码:Ｍ)２.１原著图书[序号]著者.专著名称:其他题名信息[文献类型标志代码].版本项(注:第一版无需标注).出版地:出版社名称ꎬ出版年:起页码－止页码.示例:[１]钱之荣ꎬ范广举.耐火材料实用手册:上册[Ｍ].２版.北京:冶金工业出版社ꎬ１９９２:２６７－３３２.２.２译著[序号]原著者.专著名称:其他题名信息[文献类型标志代码].译者名ꎬ译.版本项(注:第一版无需标注).出版地:出版社名称ꎬ出版年:起页码－止页码.示例:[１]昂温Ｇꎬ昂温ＰＳ.外国出版史[Ｍ].周红ꎬ译.２版.北京:中国书籍出版社ꎬ１９９８:３５－４０.另:对于内文中多次引用同一本图书的情况ꎬ在正文中不同引用处都使用首次引用时的文献序号ꎬ仅在序号的 [] 外标注引文页码来区别ꎬ文后参考文献中不再写页码ꎮ示例: 事实上ꎬ古希腊对轴心时代思想真正的贡献不是来自对民主的赞扬ꎬ而是对来自民主制度的批评ꎬ苏格拉底㊁柏拉图和亚里士多德三位贤主都是民主制度的坚决反对者[１]２６０ꎮ柏拉图在西方世界的影响力是如此之大以至于有学者评论说ꎬ一切后世的思想都是一系列为柏拉图思想所做的脚注[２]ꎮ 据«唐会要»记载ꎬ当时拆毁的寺院达４６００余所ꎬ招提㊁兰若等佛教建筑四万余所ꎬ并强迫僧尼还俗达２６０５００人ꎮ佛教受到极大的打击[１]３２６－３２９ꎮ[１]ＭＯＲＲＩＩ.Ｗｈｙｔｈｅｗｅｓｔｒｕｌｅｓｆｏｒｎｏｗ:ｔｈｅｐａｔｔｅｒｎｓｏｆｈｉｓｔｏｒｙꎬａｎｄｗｈａｔｔｈｅｙｒｅｖｅａｌａｂｏｕｔｔｈｅｆｕｔｕｒｅ[Ｍ].ＮｅｗＹｏｒｋ:ＦａｒｒａｒꎬＳｔｒａｕｓａｎｄＧｉｒｏｕｘꎬ２０１０.３㊀会议录(文献类型标志代码:Ｃ)注:会议录包括座谈会㊁研讨会㊁学术年会等会议的论文集[序号]作者名.文章题名[文献类型标志代码]//会议文集名称ꎬ举办城市ꎬ举办国(注:在中国时无需标注)ꎬ举办年份:起页码－止页码.７６㊀㊀８６㊀㊀有色金属加工第４７卷示例:[１]ＹＥＦＢꎬＲＩＧＡＵＤＭꎬＬＩＵＸＨꎬｅｔａｌ.Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｔｈｅｍａｔｒｉｘｅｓｏｆｂａｕｘｉｔｅｂａｓｅｄｃａｓｔａｂｌｅｓ[Ｃ]//ＰｒｏｃｏｆＵＮＩＴＥＣＲ ０５ꎬＮｅｗＯｒｌｅａｎｓꎬＵＳꎬ２００３:３７３－３８０.[２]柳伟ꎬ梁永和ꎬ吴芸芸.抗水化ＭｇＯ－ＣａＯ系耐火原料[Ｃ]//第八届耐火材料青年学术研讨会论文集ꎬ西安ꎬ２００１:２０６－２１２.４㊀专利(文献类型标志代码:Ｐ)[序号]专利申请者或所有者.专利题名:专利号[文献类型标志代码].公告日期或公开日期.示例:[１]姜锡州.一种温热外敷药制备方案:８８１０５６０７.３[Ｐ].１９８９－０７－２６.[２]ＢｒｅｎｎａｎꎬＪｏｈｎＨ.Ｈｙｂｒｉｄｍｅｔｈｏｄｆｏｒｆｉｒｉｎｇｏｆｃｅｒａｍｉｃｓ:ＵＳ６３４４６３５[Ｐ].２００２－０３－０５.５㊀学位论文(文献类型标志代码:Ｄ)[序号]作者名.题名[文献类型标志代码].保存地:保存者ꎬ保存年.示例:[１]苏新禄.ＡｌＯＮ及Ｓｉａｌｏｎ加入物对ＭｇＯ－Ａｌ２Ｏ３质钢包浇注料性能的影响[Ｄ].洛阳:洛阳耐火材料研究院ꎬ２００１.６㊀标准(文献类型标志代码:Ｓ)[序号]主要责任者(可省略).标准号和标准名称[文献类型标志代码].出版地:出版者ꎬ出版年.示例:[１]全国量和单位标准化技术委员会.ＧＢ３１００~３１０２ ９３量和单位[Ｓ].北京:中国标准出版社ꎬ１９９４.７㊀报纸(文献类型标志代码:Ｎ)[序号]作者名.文章题名[文献类型标志代码].报纸名ꎬ年－月－日(版次).示例:[１]傅刚.大风过后的思考[Ｎ].北京青年报ꎬ２００１－０４－１２(１４).８㊀论文汇编(文献类型标志代码:Ｇ)注:论文汇编包括多个著者或个人著者的论文集或论文选[序号]参考文章的作者名.参考文章题名[文献类型标志代码]//文集著者.专著名称:其他题名信息.版本.出版地:出版社名称ꎬ出版年:起页码－止页码.示例:[１]陈肇友.Ｃｒ２Ｏ３对耐火材料性能的影响[Ｇ]//蒋明学ꎬ李勇.陈肇友耐火材料论文选:上册.北京:冶金工业出版社ꎬ１９９８:４０１－４１３.９㊀科技报告(文献类型标志代码:Ｒ)[序号]作者名.题名[Ｒ].出版地:出版者ꎬ出版年.[１]ＷｏｒｌｄＨｅａｌｔｈＯｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ.Ｆａｃｔｏｒｓｒｅｇｕｌａｔｉｎｇｔｈｅｉｍｍｕｎｅｒｅｓｐｏｎｓｅ:ｒｅｐｏｒｔｏｆＷＨＯＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＧｒｏｕｐ[Ｒ].Ｇｅｎｅｖａ:ＷＨＯꎬ１９７０.１０㊀电子文献１０.１电子公告(文献类型标志代码:ＥＢ)[序号]作者.题名[文献类型标志代码/载体类型标志代码].(更新或修改日期ꎬ不是必备项)[引用日期].获取和访问路径.示例:[１]萧钰.出版业信息化迈入快车道[ＥＢ/ＯＬ].(２００１－１２－１９)[２００２－０４－０５].ｈｔｔｐ://ｗｗｗ.ｃｒｅａｄｅｒ.ｃｏｍ/ｎｅｗｓ/２００１１２１９/２００１１２１９００１９.ｈｔｍｌ.㊀㊀１０.２㊀电子期刊[序号]作者.题名[文献类型标志代码/载体类型标志代码].期刊名:出版年ꎬ卷(期):页码[引用日期].获取和访问路径.数字对象唯一标识符ＤＯＩ(获取和访问路径中不含数字对象唯一标识符时可依照原文著录ꎬ含有时则无此项).㊀第６期有色金属加工示例:[１]陈建军.从数字地球到智慧地球[Ｊ/ＯＬ].国土资源导刊ꎬ２０１０ꎬ７(１０):９３[２０１３－０３－２０].ｈｔｔｐ://ｄ.ｇ.ｗａｎｆａｎｇｄａｔａ.ｃｏｍ.ｃｎ/Ｐｅｒｉｏｄｉｃａｌ＿ｈｕｎａｎｄｚ２０１０１００３８.ａｓｐｘ.ＤＯＩ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.１６７２－５６０３.２０１０.１０.０３８.[２]ＦＲＡＮＺＡＫꎬＤＡＮＩＥＬＥＷＩＣＺＭＡꎬＷＯＮＧＤＭ?ꎬｅｔａｌ.Ｐｈｅｎｏｔｙｐｉｃｓｃｒｅｅｎｉｎｇｗｉｔｈｏｌｅａｇｉｎｏｕｓｍｉｃｒｏａｌｇａｅｒｅｖｅａｌｓｍｏｄｕｌａｔｏｒｓｏｆｌｉｐｉｄｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ[Ｊ/ＯＬ].ＡＣＳＣｈｅｍｉｃａｌＢｉｏｌｏｇｙꎬ２０１３ꎬ８:１０５３－１０６２[２０１４－０６－２６].ｈｔｔｐ://ｐｕｂｓ.ａｃｓ.ｏｒｇ/ｄｏｉ/ｉｐｄｆ/１０.１０２１/ｃｂ３００５７３ｒ.对于网络优先出版的期刊ꎬ有的年㊁卷㊁期㊁页码㊁ＤＯＩ都有ꎬ有的只有获取和访问路径ꎮ依照实际的项目著录ꎮ示例:[１]王晴晴ꎬ史坚ꎬ李焕英ꎬ等.Ｃｓ２ＬｉＹＣｌ６:Ｃｅ闪烁晶体的光学及闪烁性能[Ｊ/ＯＬ].无机材料学报ꎬ２０１７ꎬ３２(２):１７５－１７９[２０１７－０１－２０].ｈｔｔｐ://ｗｗｗ.ｃｎｋｉ.ｎｅｔ/ｋｃｍｓ/ｄｅｔａｉｌ/３１.１３６３.ＴＱ.２０１７０１１７.１６５３.００２.ｈｔｍｌ.ＤＯＩ:１０.１５５４１/ｊｉｍ２０１６０３０７.[２]许珍ꎬ殷大聪ꎬ陈进ꎬ等.温度和光强对四种常见水华藻类叶绿素荧光特性的影响[Ｊ/ＯＬ].长江科学院院报ꎬ２０１７ꎬ３４[２０１７－０２－１６].ｈｔｔｐ://ｗｗｗ.ｃｎｋｉ.ｎｅｔ/ｋｃｍｓ/ｄｅｔａｉｌ/４２.１１７１.ＴＶ.２０１７０２１６.０７５６.００４.ｈｔｍｌ.ＤＯＩ:１０.１１９８８/ｃｋｙｙｂ.２０１６１００４.[３]石超ꎬ郭都ꎬ张文婷ꎬ等.反式肉桂醛与温和加热结合对复原婴幼儿牛乳中阪崎克罗诺肠杆菌的抑杀作用[Ｊ/ＯＬ].食品科学[２０１７－０２－１６].ｈｔｔｐ://ｗｗｗ.ｃｎｋｉ.ｎｅｔ/ｋｃｍｓ/ｄｅｔａｉｌ/１１.２２０６.ＴＳ.２０１７０２１５.１８１１.１７０.ｈｔｍｌ.㊀㊀１０.３㊀电子图书[序号]作者.题名[文献类型标志代码/载体类型标志代码].版本项.出版地:出版者ꎬ出版年:引文页码[引用日期].获取和访问路径.示例:[１]同济大学土木工程防灾国家重点实验室.汶川地震震害研究[Ｍ/ＯＬ].上海:同济大学出版社ꎬ２０１１:５－６[２０１３－０５－０９].ｈｔｔｐ://ａｐａｂｉ.ｌｉｂ.ｐｋｕ.ｅｄｕ.ｃｎ/ｕｓｐ/ｐｋｕ/ｐｕｂ.ｍｖｃ?ｐｉｄ＝ｂｏｏｋ.ｄｅｔａｉｌ＆ｍｅｔａｉｄ＝ｍ.２０１２０４０６－ＹＰＴ－８８９－０１００.㊀㊀１０.４㊀电子专利[序号]专利申请者或所有者.专利题名:专利号[文献类型标志代码/载体类型标志代码].公告日期或公开日期[引用日期].获取和访问路径.数字对象唯一标识符ＤＯＩ(注:获取和访问路径中含有ＤＯＩ的ꎬ可无此项).示例:[１]西安电子科技大学.光折变自适应外差探测方法:００１２８７７７.２[Ｐ/ＯＬ].２００２－０３－０６[２００２－０５－２８].ｈｔｔｐ//２１１.１５２.９.４７/ｓｉｐｏａｓｐ/ｚｌｊｓ/ｈｙｊｓ－ｙｘ－ｎｅｗ.ａｓｐｒｅｃｏｒｄ＝０１１２８７７７＆ｌｅｉｘｉｎ＝０.９６㊀㊀。
第28卷第3期 硅 酸 盐 通 报 Vol .28 No .3 2009年6月 BULLETI N OF T HE CH I N ESE CERAM I C S OC I ETY June,2009 基质中A l 2O 3/S iO 2对高铝矾土2莫来石2碳化硅质浇注料性能的影响马小斌,高里存,钟黎声,周 婷(西安建筑科技大学材料科学与工程学院,西安 710055)摘要:研究了基质中A l 2O 3/Si O 2对高铝矾土2莫来石2碳化硅质浇注料的组成和性能的影响。
借助SE M 、E DX 和XRD 分析了浇注料的显微结构及晶相组成。
实验结果说明掺入适当比例的氧化铝微粉(α2A l 2O 3)、亚白刚玉细粉(<0.074mm )和氧化硅微粉,使细粉中A l 2O 3/Si O 2比达到2.74左右,有利于系统中原位合成莫来石的反应生成,能较好的改善浇注料的性能,尤其是力学性能。
关键词:原位合成;莫来石;浇注料中图分类号:T Q174文献标识码:A文章编号:100121625(2009)0320594205Effect of A l 2O 3/S iO 2i n M a tr i x on Properti es of A lu m i n i um Baux ite 2m ullite 2carborundu m Ca stableMA X iao 2bin,GAO L i 2cun,ZHON G L i 2sheng,ZHOU Ting(College ofMaterials Science and Engineering,Xi’an University of A rchitecture and Technol ogy,Xi’an 710055,China )Abstract:I n this paper,effect of A l 2O 3/Si O 2in matrix on constitutes and p r operties of alum inium bauxite 2mullite 2carborundum castable had been studied .M icr ostructure and phase compositi on were perf or med by SE M ,EDX and XRD.The results revealed that,it can be favorable t o the reacti on of in 2situ synthesize mullite in syste m which can i m p r ove the p r operties of castable,es pecially mechanical p r operty,when the rati o of A l 2O 3/Si O 2up t o 2.74via additi on of α2A l 2O 3,sub 2white corundum fine powder and silica powder in p r oper p r oporti on .Key words:in 2situ synthesize;mullite;castable基金项目:陕西省重点学科建设专项资金资助项目作者简介:马小斌(19812),男,硕士研究生.主要从事高温结构陶瓷方面的研究.E 2mail:21585676@qq .com1 引 言随着我国水泥工业的结构调整,近几年,大、中型新型干法水泥窑得到了大力发展,同时也对水泥窑用耐火浇注料提出了更高的要求[1]。
研发与应用NAI HUO CA I LI AO/耐火材料2006,40(1)30~33基质组成对A l2O3-M g O质钢包浇注料物理性能的影响张雯文1)孙加林1)李斌2)1)北京科技大学无机非金属材料系北京1000832)拉法基铝酸盐(中国)有限公司摘要在A l2O3-M g O质钢包浇注料基质内引入不同配比的镁砂细粉、Si O2微粉及预合成尖晶石细粉,固定M g O的总量约为5%(质量分数,下同),制成不同试样;研究各试样分别在400e、800e、1100e、1400e及1600e处理3h后的物理性能以及随着温度升高而发生的物相变化。
结果表明:加入预合成尖晶石细粉的试样由于没有太多的膨胀反应及液相,其显气孔率、线变化率及热态抗折强度等物理性能相对较好;基质中反应生成的尖晶石、CA6以及C A6晶粒的长大会对浇注料的显气孔率及线变化率起到不利影响;基质中加入0.5% S i O2微粉的试样,由于在高温下产生较多液相,使其在1400e时的高温抗折强度发生明显下降,但对控制浇注料的高温膨胀还是有贡献的。
关键词铝镁质钢包浇注料,基质组成,镁砂,预合成尖晶石,二氧化硅微粉随着连铸技术的发展,钢包作为储运钢水的高温容器,其冶炼条件日益苛刻,所以,对其内衬耐火材料的要求也随之提高。
铝镁质浇注料由于具有优良的使用性能,目前在大中型钢包上得到较好的应用[1]。
从钢厂实际应用情况来看,A l2O3-M gO质浇注料基质的组成、结构及性能对浇注料的性能起着十分重要的作用[2]。
目前,对于A l2O3-M g O质钢包浇注料的研究主要分为两个方面:一是刚玉-氧化镁体系,二是刚玉-尖晶石体系[3]。
近年来,对A l2O3-M g O质钢包浇注料基质组成及性能方面有一些报道[2-3],然而,关于不同基质组成的A l2O3-M g O浇注料的物相随温度的变化,及其对浇注料物理性能的影响仍有待进一步深入研究。
本试验主要研究了在保持M gO总量不变时,分别以镁砂、预合成尖晶石或不同粒度级配的镁砂+预合成尖晶石引入到A l2O3-M g O质钢包浇注料后对其性能的影响。
通过XRD分析浇注料随温度升高而发生的物相变化;比较不同基质组成对A l2O3-M g O 质钢包浇注料物理性能所产生的影响。
0*1试验过程1.1原料采用粒度为5~3mm、3~1mm、<1mm、<0.074 mm、<0.044mm的电熔白刚玉,粒度<1mm、<0.074 mm的尖晶石以及粒度<1mm、<0.074mm的烧结镁砂等为主要原料;A l2O3微粉、水泥、S i O2微粉及一些外加剂为结合剂。
其主要原料的化学组成如表1所示。
表1主要原料的化学组成(w)Tab l e1Chem ica l co mpositi o ns o fma in st a rting m ateria ls%原料A l2O3M gO S i O2Fe2O3CaO Na2O+K2O电熔白刚玉99.09-0.060.10-0.27镁铝尖晶石75.2023.960.16-0.22-烧结镁砂0.5195.13 2.060.721.53-活性氧化铝99.0-0.100.20-0.30烧结氧化铝99.30-0.040.07-0.101.2试样制备骨料为电熔白刚玉,基质由电熔白刚玉细粉、烧结镁铝尖晶石细粉和烧结镁砂细粉混合而成,并且还加入了少量A l2O3微粉、Si O2微粉、水泥和外加剂等。
试样的具体配料组成见表2。
按表2配料、混合、振动成型,试样经24h养护后脱模,放入烘箱,于110e24h干燥后,分别在400e、表2各试样的配比(w)Tab l e2Fo r mu las o f specm i ens%试样电熔白刚玉5~3mm3~1mm<1mm<0.074mm<0.044mmMA<1mm<0.074mm烧结镁砂<1mm<0.074mmS i O2微粉A-120282068.5---50.5A-220289351310---A-3202820 2.53-122-0.5A-42028979.512--20.5*国家自然科学基金重点基金资助项目(50332010)。
张雯文:女,1982年生,硕士研究生。
收稿日期:2005-07-11编辑:周丽红800e、1100e、1400e及1600e下煅烧3h。
测其烧后体积密度、显气孔率、线变化率、常温抗折强度以及不同温度下的热态抗折强度。
对在400e、1100 e、1400e及1600e处理后的试样进行XRD分析。
2结果与讨论2.1不同试样体积密度、显气孔率和线变化率与温度的关系图1、图2和图3分别为不同温度处理后各试样的体积密度、显气孔率及线变化率随温度的变化情况。
图1不同温度处理后各试样的体积密度Fig.1B u l k densit y o f specm i ens fired a t d iff e ren tt empe ra tures图2不同温度处理后各试样的显气孔率Fig.2A ppa ren t po rosity o f specm i ens fired at d ifferen t t empe ra tures图3不同温度处理后各试样的线变化率Fig.3L inea r change o f specm i ens fired a t d iff e ren tt empe ra tures从图1可以看出:试样A-1的体积密度从1100 e左右开始下降,至1400e又有所回升,这与尖晶石的生成及烧结反应相对应;试样A-2的体积密度相对比较平稳;试样A-3和A-4的体积密度在1400e以后有明显下降,是由于基质内产生较大膨胀导致结构疏松。
从图2和图3可以看出:由于生成MA及CA6均为膨胀反应,试样A-1的显气孔率及线变化率从1100e开始明显增大,至1400e反应基本结束,显气孔率随着试样的烧结略有降低,线变化率的增大趋势也随之减缓。
不含镁砂的试样A-2不发生尖晶石的生成反应,因此,在1400e之前线变化率基本没有太大变化,显气孔率相对较小;1600e时,由于生成C A6而产生微膨胀。
由于试样A-3和A-4的基质中含有部分预合成尖晶石,在升温过程中镁砂与A l2O3反应又生成一部分原位尖晶石,所以膨胀量相对较小,在1400e时,试样的显气孔率和线变化率较小;而在1600e时生成了CA6等,使线变化率与显气孔率迅速增大。
试样A-1、A-3、A-4在1600e 时均形成较多CA6等,因此,其对应的线变化率与显气孔率也较大。
2.2各试样的强度与温度的关系图4为各试样在不同温度下的常温抗折强度。
由图4可见:不加镁砂的试样A-2的常温抗折强度有一个明显的先降低后升高的过程。
这是由于试样A-2中的M g O是以预合成尖晶石的形式存在的,基质中不含镁砂;而在其他的试样中,镁砂发生水化反应,且当M gO细粉与u-f S i O2共用时,u-f Si O2表面形成的硅醇基()Si)OH),经干燥脱水架桥,形成了硅氧烷[)Si)O)S i)]网状结构。
因为u-f S i O2粒径很小,在表面上暴露了大量的未键合的氧离子,这些未键合的氧离子被M gO颗粒表面上的镁离子吸附而形成M g)O)S i链。
由于有了M g)O)S i链,所以在烘烤过程中可减少排水量,降低组织结构的开裂;同时M g O颗粒被M g)O)Si链互相连接起来,也能促进浇注料强度的提高。
这种链键网络状结构,至1200e未发生明显的变化,可有助于浇注料在升温过程中保持较高的强度[4]。
而试样A-2在1000~ 1200e时各项性能明显下降,一方面是因为尖晶石不水化,基质部分水化物较少,浇注料在常温下的结合相少,而此时结合相脱水,基质中液相的形成温度较高,烧结还未进行;另一方面,由于富含的A l2O3与MA热膨胀系数不一致,形成一些缺陷,因此致使浇注料性能恶化,强度下降。
到1400e,性能有较大改善,是由于富含的A l2O3与水泥中的C A反应,在1300e以上生成较多的六边形CA6,通过内连互锁将基体中的晶粒很好地连接起来,因此高温性能得到改善,常温抗折强度得到提高[1]。
图5为400e、1100e及1400e时各试样的常图4不同温度处理后各试样的常温抗折强度F i g.4MOR o f specm i ens fired a t d iff e ren t temperatures温抗折强度与热态抗折强度。
从图5可知:在1100e时,各试样的常温抗折强度与热态抗折强度相差不大,而在1400e时,试样A-2的热态抗折强度随温度升高有所增加,试样A-1、A-3、A-4的热态抗折强度发生陡降。
这可能是由于试样A-2中未加入S i O2微粉,在1400e时,试样HMOR的增长是由于C A6和尖晶石在基质内的键连造成的;试样A-1、A-3、A-4中同时加入镁砂和S i O2微粉,利用S i O2微粉作外加剂以提高中温处理后的常温抗折强度,并利用Si O2微粉图5不同温度处理后各试样的常温抗折强度与热态抗折强度F ig.5MOR&HMOR o f specm i ens a ft e r trea t ed a t400e,1100e and1400e respective ly在高温下形成液相,促进原位尖晶石的生成,提高抗渣渗透性。
然而,S i O2微粉的引入会对浇注料的热态抗折强度和使用效果带来比较严重的危害。
有研究[5]表明,在镁铝尖晶石浇注料中,S i O2微粉加入量(w)>0.1%时就会导致其热态抗折强度的陡降。
2.3各试样的物相变化分析图6为各试样在不同温度处理后的XRD图谱。
图6各试样在不同温度处理后的XRD图谱Fig.6XRD patt e rns o f specm i ens a fter trea t ed a t d iff e ren tt em pe ra tures从图6分析可知:基质中只有刚玉和镁砂的试样A-1,在1100e已开始生成MA尖晶石,至1400e时尖晶石的特征峰继续增强,并开始生成C A6。
从热膨胀曲线上来看,试样A-1的线膨胀率在1100e以后仍呈上升趋势,表明膨胀反应占主导地位。
而基质中只有尖晶石,不加镁砂和S i O2微粉的试样A-2,在初始混合时基质中已存在MA,在升温过程中没有新的MA生成;而在1600e处理后,试样图谱中有CA6生成。
对于基质中同时加入尖晶石与镁砂的试样A-3、A-4,开始混合时,基质中已存在一部分预合成尖晶石;从1100e开始,基质中的镁砂与A l2O3反应生成一部分原位合成尖晶石;在1400e时,体系内物相较纯,基本为刚玉与尖晶石;而1600e的XRD 图谱中又出现了较多杂相,其中大部分为CA6。
