矾土基电熔锆刚玉粒度对al2o3-mgo浇注料性能的影响

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1、矾土基电熔锆刚玉粒度对A1203一MgO浇注料性能的影响张艳利1·2贾全利1叶方保11)郑州大学高温功能材料河南省重点实验室郑州4500522)中钢集团洛阳耐火材料研究院洛阳471039摘要以特级矾土熟料(8—5mm)、亚白刚玉(5一lnun)、白刚玉(<1mm)和镁砂细粉(<0．074mm)等为原料，研究了不同粒度的矾土基电熔锆刚玉对A1203．MgO浇注料常规物理性能、高温机械性能及抗渣性的影响．结果表明：矾土基电熔锆刚玉细粉(<0．074mm)或<1nlm颗粒的加入舛A1203-MgO浇注料的常温性能和抗热震性影响不大：而3。lm

2、m锆刚玉颗粒的加入对浇注料的常温强度有负面影响，但明显提高了浇注料的抗热震性，表现在浇注料的残余强度保持率显著提高，从18．73％提高到50．22％，临界热震温差从200℃提高到400℃；不同粒度矾土基锆刚玉的加入对浇注料的高温抗折强度和抗渣性能影响不大．关键词矾土基电熔锆刚玉、A1203．MgO浇注料，粒度、性能1前言A1203．MgO质浇注料【11的抗渣侵蚀和抗热震性，影响了钢包工作衬使用寿命的进一步提高。天然含锆矿物原料以及合成的含锆氧化物或复合氧化物原料具有良好的抗侵蚀性、抗热震性和高强度等优点，用于耐火材料已取得了良好效果[2

3、-3]。郑州大学以高铝矾土和锆英砂为原料，制备了成本较低，价格便宜的矾土基电熔锆刚玉，其性能达到了同系列的氧化铝基合成料的水平[41。本文研究了矾土基电熔锆刚玉粒度对A1203一MgO浇注料性能的影响，期望进一步探讨并推进这种新型原料在浇注料中的应用。2实验2．1原料及配比实验用原料为特级矾土颗粒(8—5mm)、亚白刚玉(5—3和3一lmm)、电熔白刚玉(冬1，卯．088和如．044nun)、电熔尖晶石粉(郢．044nun)、电熔镁砂粉(MGO>97％，卯．074mm)和矾土基电熔锆刚玉(Zr0224．63％，A120371．13％，3

4、-1，<1，郢．088mm)等。A1203一MgO浇注料中骨料与基质质量比为65：35：基质中A1203微粉和Si02微粉总量6％，电熔镁砂粉5％，电熔尖晶石粉8％，电熔白刚玉细粉16％。以矾土基电熔锆刚玉等量替代对应粒度的电熔白刚玉或亚白刚玉，具体配料见表1。2．2实验方法将混好的料分别浇注成160minx40mmx40lTml的试样和外部尺寸为由100mmxl00咖、内孔尺寸为050minx60mm的坩埚试样，自然养护24h脱模后，在110℃烘干24h。干燥后的条形试样经1550℃保温3h烧后测定其性能。表l矾土基电熔锆刚玉不同加入

5、量配方表试样编号锆刚玉加入量(M，)，％璺D．088millSlnull3-1nun经烘干和烧后的试样，按照相关标准测定显气孔率、体积密度、常温抗折强度、常温耐压强度、烧后线变化率以及烘干后试样在1400℃0．5h下的高温抗折强度。检测1550℃3h烧后试样经l100℃水冷1次后的残余强度及残余强度保持率；检测ZA0、ZA2、ZAG2和ZAC2试样在AT分别为200、400、600、800、1000、l100℃下热震实验后的残余强度及残余强度保持率，并作残余抗折强度及保持率与热震温差的关系曲线。抗渣试验用静态坩埚法。在烘干后的坩埚试样中

6、装入粒度

7、玉细粉和冬1mill颗粒的试样，经l550。Cx3h烧后的线变化率由微膨胀转变为微收缩，随其加入量的增加，试样的体积密度逐渐增大，显气孔率减小；随锆刚玉颗粒3—1mm加入量的增加，试样的线变化率和显气孔率均先减小后增大，体积密度先增大后减小。图l(d)表明，在A1203一MgO浇注料中分别加入锆刚玉细粉及s1mm颗粒后，随加入量的增加，试样的常温抗折强度变化不大；当加入3一lmm锆刚玉后常温抗折强度明显下降(从20．08MPa降到12．14MPa)，但其加入量超过4％时常温抗折强度变化不大。·1g2o冰＼褂葚制暑j}i图1锆刚玉对浇注料

8、常规物理性能的影nl句(1550"Cx3h)3．2浇注料的高温抗折强度表2锆刚玉对试样高温抗折强度的影响(1400"0)由表2可以看出，随锆刚玉细粉加入量的增加，试样l400℃的高温抗折强度略有降低，这主要