巩义万方耐火材料有限公司
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行业知识
耐火骨料对浇注料的作用
发布时间:2010-12-23 最后编辑时间2011-01-14 浏览次数:3787次 来源:
        耐火骨料是耐火浇注料组织结构中的主体材料,用量约为70~,其骨架作用,也影响其物理力学和高温使用性能,对钢包耐火浇注料尤为明显。因此,应根据实际情况和技术配方要求,合理选择耐火骨料的品种、临界粒径及颗粒级配,以获得高技术钢包耐火浇注料。
  在基质组成相同的情况下,采用不同品种的耐火骨料制成耐火浇注料,其骨料与基质料的质量比为7:3.表1为浇注料用耐火骨料的理化性能。棕刚玉体积密度较大、吸水率低,颗粒变焦圆滑且致密,故拌料在相同流动度时需水量较少;特级矾土熟料的体积密度较小,吸水率居中,颗粒有棱角、气孔较多,故拌料时需水量较大;白刚玉体积密度居中,吸水率大,颗粒多棱角且有缩孔,故拌料需水量最大。
表1  浇注料用耐火骨料的理化性能
骨料品种
化学成分/%
颗粒体积密
度/g·cm-3
吸水
率/%
颗粒外观
Al2O3
SiO2
TiO2
R2O
特级矾土熟料
白刚玉
棕刚玉
87.3
99.5
93.0
4.0
0.1
1.0
5.0
?
3.2
0.38
0.42
0.10
3.36
3.48
3.89
1.29
3.28
0.37
棱角、气孔较多
多棱角、高缩孔
边角较圆、致密
表2  耐火不了品种对浇注料性能的影响
项目
品种
温度/℃
110
1100
1400
1600
体积密度/g·cm-3
白刚玉
棕刚玉
特矾
3.15
3.33
3.02
3.10
3.27
2.97
2.94
3.12
2.94
2.93
3.25
3.12
抗折强度/Mpa
白刚玉
棕刚玉
特矾
3.1
5.0
6.2
8.2
14.3
11.5
15.1
20.0
24.4
18.6
30.0
37.1
烧后线变化/%
白刚玉
棕刚玉
特矾
 
0.07
0.25
0.14
1.65J
1.92
0.87
2.00
0.62
-0.68
     上表为耐火骨料品种对浇注料性能的影响。从表中看出,棕刚玉、白刚玉和特矾配制的耐火浇注料,其体积密度一次递减;随着加热温度的升高,浇注料的体积密度递减,只有特矾和棕刚玉配制的浇注料,在1600℃烧后的体积密度大于烘干的体积密度;浇注料的抗折强度则随之不断增大,白刚玉的增大较少,特矾的增大较多,棕刚玉的居中;随着烧结温度的升高,白刚玉骨料配制的浇注料,其烧后线膨胀增大,在1100~1400℃之间,因形成较多的尖晶石等矿物,烧后线膨胀急剧增大。在1400~1600℃之间,该料含杂质较少,故烧后线膨胀持续而平稳的增加,到1600℃仍约有2%的线膨胀;棕刚玉和特矾骨料配制的浇注料,其变化规律基本相似,1400℃烧后线膨胀最大。到1600℃烧后,因特矾中SiO2含量及R2O含量最高,产生较多的液相量,抵消了生成MA和CA6伴随的体积膨胀,故该种料呈现为烧后线收缩,对钢包耐火浇注料的使用是不利的。这也是采用的特矾或一矾作钢包耐火浇注料时,需添加较多的镁质材料的缘故;棕刚玉骨料浇注料的1600℃烧后线变化,在两者之间,其烧后线膨胀为0.62%。
  高技术钢包耐火浇注料的一个特点是,将耐火骨料临界粒径从约为10mm扩大到25mm左右,以提高其抗热震性。表3为粗大骨料浇注料的抗剥落性能试验结果。用刚玉镁砂尖晶石质耐火浇注料做成标砖试样,放进1450℃的电炉中加热一定时间后,取出试样在空气中强冷至室温,再反复循环,测定其表面开裂情况。表中△表示试样完好,×表示试样开裂。×越多,表示试样开裂也多。
表3  粗大骨料浇注料的抗剥落性能试验结果
试样冷热循环次数/次
3
4
5
6
7
8
浇注料
未加粗大骨料
×
××
××××
×××××
×××××
添加粗大骨料
×
××
××

  添加粗大骨料的耐火浇注料,抗剥落性能比未加粗骨料的好,即提高了抗热震性。通过岩相分析认为,添加粗大骨料后,裂纹形态发生了偏移和分岔,抑制了长裂纹并改变方向,也阻止了基质内裂纹的扩散,故提高了浇注料的抗剥落性能。某厂在钢包耐火浇注料中添加20~25mm的粗大骨料7%,就减少了钢包衬的裂纹,提高了包龄。当粗大骨料在耐火浇注料中用量过多时,将沿着粗大骨料或与之相连的裂纹增