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技術專欄

鎂質澆注料的抗熱震性和抗渣性試驗

編輯:   分類:技術專欄  發布:2018-09-01   瀏覽:

 鎂質耐火澆注料在煉鋼行業使用較多,主要是耐堿性侵蝕、抗熱震性好。特別是在鎂質耐火澆注料基質中,添加適量的鋯英石粉和氧化鋁粉等材料,能降低常溫強度,提高抗熱震性和改善抗熔渣滲透性。

 
鋯英石粉用量與鎂質澆注料性能的關系。
以MgO大于97%的電熔鎂砂作耐火骨料和粉料,添加ZrO2:65.5%和SiO2:30%的鋯英石粉,取代部分鎂砂粉,以SiO2為97%的μf-SiO2作結合劑并加外加劑,配制成鎂鋯質耐火澆注料。經試驗表明:隨著鋯英石粉用量的增加,澆注料的烘干強度顯著降低,在1100℃燒后強度也略有降低。1600℃燒后強度在鋯英石粉為3%和9%時,其強度較高和較低;鎂鋯質耐火澆注料的1100℃燒后線變化,隨著鋯英石粉用量的增加,由收縮轉為膨脹,其分界點是鋯英石粉用量約為6%。1600℃燒后線變化均為負值,線收縮在-0.5%~-0.8%之間變化。
鎂質耐火澆注料的中溫強度特別低,在1000℃和1200℃之間,燒后耐壓強度只有2.5~9.3MPa。采用μf-SiO2作結合劑并添加鋯英石粉后,較明顯的提高了1100℃燒后耐壓強度,一般可達到24~38MPa。因為在該溫度下,鋯英石分解產生無定形SiO2并從其顆粒中分離而形成空洞,MgO與SiO2反應形成2MgO·SiO2,同時產生體積膨脹,故提高了澆注料的中溫強度,線變化也由收縮轉為膨脹;1600℃燒后強度和線變化,均較平穩。鋯英石與氧化鎂之間充分反應,生成了鎂橄欖石和氧化鋯,使鎂鋯澆注料較致密,伴隨的體積膨脹難與燒結產生的收縮達到平衡,故燒后線變化呈微收縮狀態。同時鋯英石粉用量為6%和9%時,中高溫強度比較接近1,說明其抗熱剝落性較好。
 
鋯英石粉和氧化鋁粉用量對澆注料抗熱震性的影響。
通過加入鋯英石粉用量(%)為3、6、9和12,氧化鋁粉用量(%)為5、10和15。試樣經過1600℃,3h燒后,再加熱1100℃、風冷,循環3次后測定抗折強度與原強度對比即為強度保持率,其值越大,抗熱震性越好。隨著加入物用量的增加,抗折強度保持率逐漸提高,說明抗熱震性越來越好。因為鎂鋯質耐火澆注料中,添加了鋯英石粉,高溫下形成了鎂橄欖石和ZrO,ZiO2有增韌作用,改善了抗熱震性;在鎂鋁質耐火澆注料中,添加氧化鋁粉,高溫下形成MA,因為MA與方鎂石的線膨脹系數差異,使二者周圍形成微裂紋和微收縮環,能阻止裂紋的擴展和吸收材料急冷急熱時產生的熱應力,故提高了該料的抗熱震性。
 
鋯英石粉或氧化鋁粉用量與澆注料抗渣性的關系。
抗渣試驗為坩堝法,加熱溫度為1600℃,3h;裝LF精煉爐渣110g,渣的m(CaO)/m(SiO2)為2.4、粒度小于1.0mm。鎂鋯質澆注料隨著鋯英石粉用量的增加,抗熔渣侵蝕性從其用量為6%時起略有提高即抗侵蝕性降低,抗熔渣滲透性先增大,到鋯英石粉用量為6%時最大,隨后不斷降低;鎂鋁質澆注料隨著氧化鋁粉用量的增加,抗熔渣侵蝕深度提高和抗熔渣滲透深度降低。前者添加鋯英石粉,引進了有用的ZrO2,也帶進了有害的SiO2。ZrO2為高溫穩定相,能改善澆注料的抗熔渣滲透性,但對抗侵蝕性作用不大。SiO2在1000℃左右就與基質中的MgO反應形成2MgO·SiO2,隨著溫度升高而反應加強,消耗了基質中的MgO含量,降低了澆注料的抗侵蝕性。單從澆注料的抗渣性看,鋯英石粉適宜的用量為9%~12%;后者添加氧化鋁粉,與基質中的MgO反應形成尖晶石,消耗了基質中的MgO,故抗侵蝕性降低,因有MA的存在,提高了澆注料的抗熔渣滲透性。從澆注料的抗渣性上看,氧化鋁粉用量為5%~10%較合適。
 
在鎂質耐火澆注料中,在基質內添加鋯英石粉和氧化鋁粉,能提高中溫強度和抗熱剝落性,也能改善或提高抗渣性。綜合性能指標來看,鋯英石粉較適宜的用量為6%~10%,氧化鋁粉用量為5%~10%為宜。應當指出,在鎂鉻質耐火澆注料中,添加氧化鋁粉也有益處。
 
在鎂質類耐火澆注料中,用SiO2作結合劑并添加鋁鎂尖晶石粉、氧化鋁粉和鋯英石粉等外加物,就能配制成高性能的耐火澆注料。由于μf-SiO2的加入,改善了鎂質類耐火澆注料的抗水性,即成型后的襯體,放置幾天未發生粉化現象。但問題并沒有根本解決,如試樣經過110℃,24h和250℃,24h處理后,放置7d,其強度分別降低了2%和1%,所以該類澆注料成型襯體后,應及時烘烤和使用。另外,鎂質類耐火澆注料用的耐火骨料,因品種和品級的不同,其性能也有所差異,應根據窯爐熱工設備的使用條件,進行合理的選用。
以上是通過在鎂質澆注料分別加入不同含量的鋯英石粉和氧化鋁粉對提高抗熱震性和抗渣性的試驗結果。
 
河南鄭州榮盛窯爐耐火材料有限公司是一個耐火及保溫材料生產型企業,是集科研、試驗、開發、生產、銷售和客戶為一體的綜合性企業。公司主營產品有高鋁磚、粘土磚、輕質保溫磚、澆注料、剛玉澆注料、低水泥高強澆注料、防滲料、自流料、可塑料、及各種牌號耐火水泥的定型和不定型材料,產品用途涵蓋冶金、化工、建材、電力、軍工、有色金屬、炭素行業等高溫、超高溫窯爐和設備耐火材料使用的要求。
 

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