镁质浇注料开裂的解决措施

《镁质浇注料开裂的解决措施》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、镁质浇注料开裂的解决措施赵子龙　陈勇　罗先进　吴晓　宋世峰　濮阳濮耐高温材料（集团）股份有限公司河南濮阳457100摘要从分析镁质浇注料开裂原因入手，选取MgO-SiO2体系作为解决问题的基本方案，通过调整镁质浇注料的配比和改进生产工艺等措施，较好的解决了制品开裂问题。关键词镁质浇注料，镁砂水化，硅微粉，金属铝粉，镁质预制件1引言镁质耐火材料属碱性耐火材料，具有耐火度高、荷重软化温度高等特点，且能够吸收熔融钢水和渣中Al2O3夹杂物，在其表面形成镁铝尖晶石，对碱性渣和铁渣都有很好的抗侵蚀性，同时也具有净化钢

2、水的作用。资料[1]表明，镁质耐火材料对钢液的污染明显低于高铝质耐火材料。然而镁质浇注料的显著缺点就是所使用的镁砂易于水化，在生产过程中容易出现上涨、裂纹等现象，另外在快速烘烤过程中，容易产生很大的热应力而造成热震损伤，甚至发生爆裂现象，严重影响材料的高温使用性能，从而限制了镁质浇注料的大规模使用。2镁质浇注料体系的选取镁质浇注料在自然养护和干燥过程中，容易出现上涨、开裂等现象，这是由镁砂水化引起的。镁砂水化就是镁砂中的MgO在常温下与H2O发生溶解析出反应，同时伴随很大的体积膨胀，促使镁质浇注料产生内应力

3、，最终导致裂纹的产生。采用高密度的大结晶镁砂、通过添加有机物包裹镁砂等方法，可以提高镁砂的抗水化性能，然而在实际应用中，由于受产品价格和工艺等因素的制约，具体操作起来往往比较困难。根据工艺的实际情况，并参考李楠[2]等人对镁质浇注料的研究：常温下SiO2超微粉遇水后，其表面形成羟基，即Si-OH键，经自然养护和干燥后，脱水架桥形成了硅氧烷网络结构。同时，由于其表面有大量未键合的O2-，而O2-很容易被吸附于MgO颗粒表面的Mg2＋离子上而形成镁氧硅链，从而减少了与Mg2＋结合的OH一基团，与形成H-O-Mg

4、-O-H及氢氧硅链相比，水分子减少了。每形成一个镁氧硅链即可减少一个水分子。由于排出的水量减小，降低了镁质产品烘烤过程中开裂的可能性。同时由于MgO颗粒被镁氧硅链互相连接起来，从而提高了产品的强度。最终选取SiO2超微粉作为镁质浇注料的结合剂进行具体的实验分析。3镁质浇注料的配比优化3.1硅微粉加入量的选择选据

5、 型成型3938823

6、试验用原料为95中档镁砂，挪威ELKEM公司生产的牌号为U920的二氧化硅微粉，其化学组成见表1。根据Andreasen方程MgO颗粒临界粒径选为8mm，将级配不同的MgO颗粒和SiO2·４·超微粉按照一定比例混合均匀，外加水控制在5.2%左右。将混好的泥料倒入40mm×40mm×160mm的三联模中在常温下振动成型，试样自然养护24h后脱模，再经110℃24h烘干后，经1600℃3h进行热处理。研究硅微粉加入量对镁质浇注料抗热震性的影响。表1原料的化学组

7、成（w）%项目MgOSiO2Al2O3Fe2O3CaO烧失量中档镁砂93.972.030.491.261.730.59硅微粉92.451.71抗热震试验是将炉温升到1100℃保温30min，再将试样放入炉内，保证炉温恒定30min后，取出试样采用高压风进行快速风冷，确保20min内试样表面温度降至100℃以下，如此循环5次，最后检测试样的热震前抗折强度和热震后抗折强度，计算抗折强度保持率，以抗折强度保持率来评价其抗热震性。试样热震前后的抗折强度的变化见表2，硅微粉加入量对试样抗热震性的影响见图1。由图1可知

8、，试样的抗折强度保持率呈现先下降后上升随后再下降的趋势。当硅微粉加入量在4%时，试样抗折强度的保持率最高。而试样抗折强度保持率越高，越有利于抵抗温度的急剧变化。同时，因为镁质浇注料基质为方镁石和镁橄榄石的复合结构。当氧化硅微粉加入量超过4%时，镁橄榄石结合相增多，方镁石颗粒分散在其中，由于镁橄榄石膨胀系数较小（方镁石的膨胀系数为13.5×10-6℃-1(20~1000℃)，镁橄榄石的膨胀系数为12×10-6℃-1