鋁鎂至耐火澆注料是鋼包內(nèi)襯常用的一種不定型耐火材料,為了更好的了解其使用壽命及材料對鋼水的影響,需要深入了解鋁鎂澆注料的配置對使用性能的影響,本位主要介紹基質(zhì)材料對性能的影響。
低水泥鋁鎂質(zhì)火注料是在水璃鋁鎂質(zhì)少澆注料的基礎(chǔ)上發(fā)起來的,在中小鋼包上使用,取得了較好的效果,當采用較高檔的耐火原料,用科學方計材料的配方能配制成功高技術(shù)低水泥鋁鎂質(zhì)刻火注料,可在大、中鋼包上使用,提高了包齡。低水泥鋁鎂質(zhì)耐火澆注料的性能,與尖晶石質(zhì)耐火澆注料相似,該料在大型高爐出鐵溝的脫硅傾注溝上使用,其壽命高于AL2O3-SiC-C質(zhì)鐵溝料。
影響其高溫使用性能的因素:
(1)電熔鎂砂粉
鎂砂粉用量對澆注料強度和顯氣孔率的影響:鎂砂粉粒度小于0.5mn,試樣經(jīng)過1600℃,3h燒后,檢驗其性能表明隨著鎂砂粉用量的增加,顯氣孔率增大,耐壓強度有個最大值。即當鎂砂粉用量大于6%時,強度顯著降低,顯氣孔率急劇增大,因為鐵砂粉用量大,高溫下與Al2O3反應生成的MA多,伴隨的體積膨脹也大,致使?jié)沧⒘系目乖鼭B透性降低,結(jié)構(gòu)熱剝落提高。通常加入來那個為2%-6%。
鎂砂粉用量對澆注料強度和顯氣孔率的影響:鎂砂粉用量為7%,Si02超微粉用量為0.5%,試樣經(jīng)過1600℃,3h燒后,檢測其性能表明:隨著鎂砂粒度的增大,耐壓強度和燒后線膨脹有降低的趨勢。鎂砂粉粒度為0-0.033mm時,因能較迅速的與AL2O3反應形成MA,并件有體積影脹,也強化了基質(zhì),故燒后強度和線膨脹均較大;鎂砂粉粒度小于0.076mm和小粒鎂砂粒混用,因系逐步形成MA,故燒后強度和線膨脹均較小,其高、中溫強度比也降低,有利于澆注料抗熱震性的提高。
鋼包耐火澆注料內(nèi)襯是在高溫和降溫的周期循環(huán)下使用的。用的鎂砂粉過細形成的MA較快且較集中,導致內(nèi)襯劇烈膨賬和后期過燒結(jié),對澆注料的使用是不利的。當采用超微粉,細粉和小顆粒的混合鎂砂粉時,鋼包澆注料能逐漸而均衡的形成尖晶石,持續(xù)的伴有體積膨脹并保持良好的抗熱震性,同時也能抑制高溫下的過燒結(jié),提高鋼包的使用壽命。
(2)SiO2超微粉
SiO2超微粉用量對澆注料燒后變化的影響:硅灰中SIO2為92%,粒度小于2um的占75%且全部小于5ym,澆注料中,MgO+Al2O3的合量大于97%,試樣經(jīng)過1500℃,3h燒后,檢測其線變化表明。隨著SiO2用量的增加,澆注料的燒后線變化率降低;同時,澆注料中MgO含量高,燒后線膨脹大,反之則小。根據(jù)鋼包耐火澆注料的使用實踐,其燒后線變化一般控制在+0.3%+1.5%之間。
(3)鋁酸鹽水泥
在鋼包耐火澆注料中,一選用CA-70水成CA一80水泥做結(jié)合劑,在小型鋼包上選用CA-50水泥做結(jié)合劑,其成本可降低90%。水泥的作用主要是提供澆注料的施工強度和低溫強度。
將測試表明,從巖相分析可知,隨著水泥用量的增加,形成的講件事衍射強度不斷將低,其晶格常數(shù)呈現(xiàn)增大趨勢。隨著水起用量的增加而大量形成,表現(xiàn)為行射強度急速增大?;谏鲜鰞蓚€原因,使鋼包火澆注料的高溫體積膨張增大,燒后線膨張也能之增大。水泥使用量的最佳比例為2%-4%。
(4)耐火骨料
耐火骨料是耐火澆注料組織結(jié)構(gòu)中的主體材料,用量約為70%,起骨架作用,也影響其理力學和高溫使用性能,對鋼包耐火澆注料為明顯,因此,應根據(jù)實際情況和技術(shù)配方要求,合理選擇耐火骨料的品種,臨界料粒及顆粒級配,以獲得高技術(shù)鋼包耐火澆注料。
耐火骨料品種對澆注料性能的影響:經(jīng)試驗表明,棕剛玉、白剛玉和特礬配制的耐火澆注料,其體積密度依次遞減;隨著加熱溫度的升高,澆注料的體積密度遞減,只有特礬和棕剛玉配制的澆注料,在1600℃燒后的體積密度大于烘干的體積密度;澆注料的抗折強度則隨之不斷增大,白剛玉的增大較少,特礬的增大較多,棕剛玉的居中:隨著燒結(jié)溫度(即1100℃)的升高,白剛玉骨料配制的澆注料,其燒后線膨脹增大,在1100~1400℃之間,因形成較多的尖晶石等礦物,燒后線膨脹急劇增大。在1400~1600℃之間,該料含雜質(zhì)較少,故燒后線膨脹持續(xù)而平穩(wěn)的增加,到1600℃仍約有2%的線膨脹;棕剛玉和特礬骨料配制的澆注料其變化規(guī)律基本相似,1400℃燒后線膨脹最大。到1600℃燒后,因特礬中SiO2含量及R0含量最高,產(chǎn)生較多的液相量,抵消了生成MA和CA伴隨的體積影脹,故該種料呈現(xiàn)為燒后線收縮,對鋼包耐火澆注料的使用是不利的。這也是采用特礬或I礬作鋼包耐火澆注料時,需添加較多的鎂質(zhì)材料的緣故;棕剛玉骨料澆注料的1600℃C燒后線變化,在兩者之間,其燒后線膨為0.62%
高技術(shù)鋼包澆注料的一個特點是將耐火骨料的臨界顆粒從10mm增加到25mm左右可以提高抗熱震性。添加粗大骨料的耐火澆注料,抗剝落性能比未加粗骨料的好,即提高抗熱震性。通過巖相分析認為,添加粗大骨料后,裂紋形態(tài)發(fā)生了偏移和分岔,抑制了長紋并改變方向,也阻止了基質(zhì)內(nèi)裂紋的擴散,故提高了澆注料的抗剝落性能。當粗大骨料在澆注料使用量過多時,將沿著粗骨料或與之相鄰的裂紋增多,降低耐火澆注料的抗熱剝落性。