刚玉莫来石-碳化硅-炭质斜流槽预制件的研制

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1、刚玉莫来石一碳化硅一炭质斜流槽预制件的研制韩呈忠郁善会聂树新淄博鑫耐速耐火材料股份有限公司淄博255311摘要以结台粘土和磷酸盐复合结合剂捣打成型的浇注球墨铸铁管用刚玉莫来石一碳化硅一炭质斜流槽预制件，烘干再经沥青浸渍后，强度高，耐热震稳定性好、施工简便，使用效果好．关键词烧结板状刚玉，莫来石，碳化硅，斜流槽，预制件1前言斜流槽是生产离心球墨铸铁管的关键设备之一，铁水就是从扇形包通过斜流槽浇到离管机内离心成型出铸铁管。斜流槽是呈剖开的牛角状的铁槽，长约1000m左右，内衬壁厚仅25M左右的耐火材料。该工作衬属特异型耐火材料。以前山东某球墨铸管公司的斜流槽工作衬一直采用

2、烧成碳化硅质预制件，由三节组装而成。在使用中不耐侵蚀，易炸裂，寿命低，每套使用寿命仅为24到48小时，且价格昂贵(约3万元／t)。为此我公司研制生产了强度高、热震稳定性优良的高寿命刚玉莫来石一碳化硅一炭质斜流槽预制件，不修补一次使用寿命达到96小时以上。但售价却比碳化硅制品降低了1／3，较受用户欢迎。2研制过程2．1材质的选择及原料的选用斜流槽虽然每次通铁量不大，但铁水温度高．流速快，通铁水的次数多，冷热交替频繁，要求所用耐火材料具有良好的热震稳定性、耐铁水冲刷性。困为Alzox—sic—c质浇注料在高炉出铁沟上使用效果较好。因此，选择刚玉莫来石一碳化硅一炭质斜流槽预

3、制件为研制方向。选用了抗热震稳定性和抗侵蚀性能优良的烧结板状刚玉和屯熔莫来石为骨料，烧结氧化铝为粉料，掺加部分导热性能好、熟膨胀系数小的碳化硅和鳞片石墨。因为金属硅粉在高温下与c反应生成sic，可防止碳的氧化，同时提高耐火捣打料的强度和抗渣性，所以加入金属硅粉作防氧化剂，加入量1～5％。并掺加部分蓝晶石精矿粉，借助于蓝晶石在高温下形成莫来石，并产生体积膨胀效应，咀抵消捣打料的部分体积收缩，有利于性能的提高．加入量5～10％[1]，原料的化学成分见表l。·302·表1原料的化学成分，％j●原料A】。0一Fe。0，SiO：SiCCSi1烧结板状刚玉99．30．10．1l电

4、熔莫来石74．16O．0720．35I烧结氧化铝98．790．08碳化硅’O．3l98．02l鳞片石墨95．31『『f金属硅粉1．1697．64l蓝品石55～570．42．2成型分别采用纯铝酸钙水泥+硅灰、磷酸+粘十、磷酸二氢铝+粘士三种复合结合剂，并加入适量的水，采用铁模具，分别振动浇注成型。然后带模自然干燥，待坯体有一定硬度后拆模，坯体都碎成几块。后改为震动浇注成型并养护后，入窑烘干，然后拆模。终因制品体积较大，壁太薄，而一拆就裂成几半．都以失败告终，最后选择了以磷酸二氢铝和软质粘土为结合剂捣打成型。原料临界粒度为3mⅢ，按粗：中：细=50：】0：40的配比称量混

5、料．直接人工捣打成型。为了提『亩模型利用率，捣打后能立即脱模，引入了部分氢氧化铝为促凝剂，这样既可以提高坯体的可塑性，又能促进坯体的冷硬化，加入量2～5％。模具选用3～5m厚的铁板加工，为防止模型在捣制过程中模型变形，加了几道加固筋。因坯体薄且带弧度，自制了特殊的捣打工具。边加料边捣打，待加完料捣打完毕，即可拆模。23热处理成型好的砖坯自然干燥3～4天，等到坯体有一定强度后入烘干窑进行热处理。热处理升温制度是从常温到500℃热处理时间不低于70h，其中500℃保温不低于8h，然后自然降温。24浸渍为了进一步提高斜流槽预制件的强度，降低显气孔率．增加残碳含量，提高制品的

6、抗侵蚀性和抗热震稳定性，斜流槽在浸渍罐内抽真空后，浸渍高温沥青。浸渍前和浸渍后的斜流槽预制件的物理性能及使用寿命见表2。通过斜流槽浸渍前后的物理性能经对比分析可见，浸渍高温沥青能显著提高预制件的常温抗折强度和常温耐压强度，显气孔率明显降低，体积密度明显提高，浸渍后的预制件比浸渍前使用寿命提高了2倍。表2斜流槽预制件浸渍前后的物理性能及使用寿命I项目抗折强度，MPa耐压强度，卿a气孔率，％体积密度，g／cm’寿命，h浸渍前5．17l54217．282．3848J浸渍后192730．891．422．78963应用研制生产的刚玉莫来石一碳化硅炭质斜流槽预制件，98年起在山东

7、某球墨铸管公司使用近2000套，通过使用证明该斜流槽预制件的抗侵蚀性优良．热震稳定性好，使用寿命比原用烧成碳化硅质斜流槽提高3～4倍，解决了原用斜流槽小耐侵蚀、易炸裂、寿命低、安装使用操作频繁等问题。满足了球墨铸管的生产需要，获得明显的使用效果，深受用户好评。目前国内铸管行业发展的趋势是：铸管的材质由灰铸铁转变为球墨铸铁．铸管T艺转变为离心T艺，以达到Is0253L标准规定的强度和韧性要求。随着择地城建T：程的发展，rH场对符种规格的离心铸造球墨铸铁管的需求达150万t。而目前国内离心球墨铸管的产量还4i足90万t，球墨铸管的产量还不断增长[2]。斜