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1、第11卷第2期山东建材学院学报Vol.11No.21997年6月JOURNALOFSHANDONGINSTITUTEOFBUILDINGMATERIALSJune1997矾土高铝—MA浇注料的研究孙杰王景刘永杰季娟(山东建材学院材料科学与工程系,济南,250022)(河南省建材研究设计院,郑州,450002)摘要以特级铝矾土、矾土基烧结尖晶石和烧结镁砂等为原料,并采用合理的基质组成,uf-SiO2、-Al2O3复合结合剂研制了矾土高铝—MA浇注料。结果表明该种浇注料物化性能、烘烤性能均比水玻璃结合的铝镁浇注料有显著提高。关键词特级矾土;浇注料;基质组
2、成;尖晶石;uf-SiO2;-Al2O3中图法分类号TQ175.71钢包浇注料的开发对提高钢包使用寿命、克服型砖的缺点起到良好的效果,目前开发的钢包浇注料有水玻璃结合的铝镁浇注料、铝—尖晶石浇注料等,但随着连铸和炉外精炼技术的发展,前者已不能满足目前许多钢厂冶炼技术发展的需要。在工业发达国家,目前流行使用铝—尖晶石浇注料。这种材料虽然使用寿命长,但要以板状刚玉、工业氧化铝和高档镁砂合成尖晶石,以氧化铝水泥等为原料,价格昂贵。而我们国内目前大多数钢厂无经济实力采用价格昂贵的高档钢包浇注料,然而我国有丰富的高铝矾土和菱镁矿资源及用二者合成矾土基尖晶石原料
3、,用这些原料开发钢包浇注料是适合我国国情的。1原料原料的质量直接影响矾土高铝—MA浇注料的使用寿命,所以在廉价的天然原料基础上,选择特级矾土熟料、优质烧结镁砂及优质镁砂与特级矾土合成的MA尖晶石作为主要原料,采用uf-SiO2、-Al2O3作为结合剂,选用合适的分散剂、减水剂、促凝剂,实现低水份浇注成型和合适的凝结时间。所用原料的化学组成见表1。表1原料化学成分化学成分%原料Al2O3SiO2Fe2O3MgOCaOTiO2K2O+Na2O特级矾土86.987.160.950.500.323.590.23尖晶石59.633.151.5332.161.0
4、02.690.05烧结镁砂0.972.381.0593.541.42蓝晶石56.5137.090.120.080.231.400.11uf-SiO20.6891.450.610.391.73收稿日期:1996.10.23第一作者:女,1957年生,讲师136山东建材学院学报第11卷2配方确定的理论依据2.1基质组成的选择耐火浇注料的损毁大多是从基质开始的。若基质的性能欠佳,浇注料的耐冲刷、抗侵蚀性、抗剥落性能大大降低。因此,提高浇注料的性能,除选择较优质的骨料外,还要对基质的性质,特别是基质的组成点的选择提出更高的要求。一般来说,基质的组成点选择必须具
5、有较高的低共熔点;在接近使用温度下有一定量的高粘度液相。从MgO-Al2O3-SiO2(图1)三元系统相图和表2所示的各无变量点性质可知,无变量点1低共熔温度1710℃。因此,基质的组成宜选择在M—MA—M2S区域内。针对钢包浇注料使用特点,基质组成设计时还须考虑:反应生成的新结合相为高温相,在使用温度下有一定的高粘度液相量,在加热过程中有持续微膨胀,以保持较好的结构和筑体的整体性,合理的级配以获得高的致密度,基质组成可配以金属Al粉,在养护烘炉时获得良好的作业性。所以,基质中配以烧结MA尖晶石,轻烧MA尖晶石,用高铝矾土和镁砂按MA尖晶石过量MgO
6、化学计量的混合粉、金属Al粉、兰晶石。基质的粒级采用≤0.088mm、≤0.044mm和≤1m的细粉三档,也可按Furnas紧密堆积曲线连续级配控制其配比。图1MgO-Al2O3-SiO2系统相图2.2结合剂表2M—A—S系统有关无变量点性质结合剂是制造浇注料的关无变量点相平衡性质温度℃1LM2S+MA+M低共熔点1710键,它影响着制品的许多性能。传2L+MAM2A2S2+M2S双升点1370统的耐火浇注料的结合剂使相组3L+M4A5S2MA+M2A2S5双升点1453成复杂化,降低了材料的使用性4L+MA+A3S2M4A5S2双降点148
7、25L+AMA+A3S2双升点1578能,如:铝酸钙水泥浇注料。由于铝酸钙水泥的引入,一方面导致钙黄长石、钙斜长石等低熔物的形成。不仅降低材料的高温性能,而且使得制品易开裂剥落。另一方面导致CaO杂质含量的提高,CaO与Fe2O3反应活性较大。因此降低了材料的抗侵蚀性能。又如水玻璃结合的浇注料,水玻璃和促凝剂氟硅酸钠引入较多的SiO2和Na2O。特别是Na2O的存在,使得基质液相出现的温度较低,第2期孙杰王景等:刘永杰矾土高铝—MA浇注料的研究137高温下液相量大,不耐侵蚀。另外,水玻璃流动性欠佳,浇注料的体积密度和强度均较低,使用易开裂,所以本实验
8、选用uf-SiO2、-Al2O3为结合剂形成凝胶而产生凝聚结合及水合结合。3实验过程实验按理
