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耐火材料行業知識

鋁鎂澆注料

以氧化鋁與氧化鎂為主要成分的澆注料,氧化鎂可以以鋁鎂尖晶石的形式加入,也可以以鎂砂的形式加入。鋁鎂質澆注料是使用量很大的澆注料,它主要用于鋼包以及RH精煉爐中,也是研究得最廣泛深入的澆注料之一。鋁鎂質澆注料可分為普通鋁一鎂質澆注料與純鋁一鎂質澆注料兩類。前者以礬土熟料為主要原料,也稱為礬土基鋁一鎂質澆注料;后者以電熔剛玉或燒結剛玉為主要原料,雜質成分較少,稱為純鋁一鎂質澆注料或剛玉一鎂質澆注料等。
  1? 礬土基鋁一鎂質澆注料
  它們是由特級或一級礬土為骨料(Al2O3含量不小于85%),以礬土與鎂砂(MgO含量不小于92%)或礬土基鋁鎂尖晶石為細粉構成的。早期以水玻璃為結合劑,因為帶人一定的Na:0,影響高溫性能,已很少使用。目前常用MgO—SiO:微粉為結合體系。配料中的骨料與粉料之比通常為(65~70):(35~30)。骨料的臨界粒度較大,最大可達20~50 mm。
  氧化鎂多以粉料形式加入,粒度在0.088~0.074mm之間。氧化鎂含量在6%~15%之間,根據配料的雜質含量等因素確定。
  這種澆注料主要使用在中、小型鋼包上。根據條件的不同,使用壽命大致在80~120爐段之間。也有少量礬土基鋁鎂澆注料用鋁酸鈣水泥為結合劑的,但由于引入CaO對高溫性能產生不良影響。
  2、純鋁一鎂質澆注料
  它是以電熔白剛玉、棕剛玉、燒結剛玉為骨料,在細粉中包含純鎂砂或尖晶石的澆注料。也有的澆注料使用部分尖晶石骨料。骨料粒度可根據澆注料的一般原則確定。細粉中含有Al2O3以及鋁酸鈣水泥、氧化硅微粉等結合劑及各種添加劑等。細粉的構成對澆注料的施工與使用性能有很大的影響。有關這方面的文獻很多。根據所用的添加劑的種類、使用與施_[狀況以及渣的組成與性質等的不同有許多不同的結果。細粉的組成可按如下原則處理。
  (1)MgO可以以鎂鋁尖晶石或氧化鎂粉的形式加入。當以尖晶石的形式加入時,尖晶石的組成(MgO/Al2O3之比)以及它的結晶大小、雜質種類及含量都可能對其抗渣性等性質產生影響,而且與渣的組成號l生質有關。當以氧化鎂粉的形式加入時,在加熱使用過程中,氧化鎂與氧化鋁在高溫下原位生成尖晶石,有報道認為原位生成尖晶石產生的膨脹有利于減小氣孔孔徑,有利于阻止渣的滲透。同時,原位生成的尖晶石的活性較高,有利于吸收渣中的氧化鐵與氧化錳等氧化物,改變渣的性質,提高澆注料的抗侵蝕與滲透能力。但也有些試驗結果并不支持這一觀點。這可能與渣的組成及試驗條件有一定關系。所以,究竟以何種形式加入為好,需根據具體情況、渣的性質等來確定。
  (2)細粉中的氧化鋁可以用燒結剛玉、電熔剛玉以及α一Al2O3微粉等。通常在配料中含有部分α一Al2O3微粉。α一Al2O3微粉可以起到填充氣孔、調節施工性能的作用。更重要的是它具有較高的活性,在加MgO細粉的澆注料中,有利于在使用中原位生成尖晶石。
  而在加尖晶石的澆注中,它更容易固溶入尖晶石。值得注意的是,在加富鎂或富鋁尖晶石的澆注料中,在澆注料的使用過程中氧化鋁或氧化鎂都可能固溶于尖晶石中,會產生一定的體積膨脹。這一過程對澆注料的相組成、顯微結構以及抗渣性都有一定影響。剛玉細粉的粒度、尖晶石的組成與粒度,以及α一Al2O3微粉的加入量與粒度分布等均會對尖晶石的原位生成及固溶產生影響,配料中應予以考慮。
  (3)加入二氧化硅微粉的作用主要有兩方面:一方面改善澆注料的流動性,另一方面是調整與控制使用過程中的膨脹。由于在原位生成尖晶石或者MgO與Al2O3在尖晶石中的同溶以及CA6的生成都會產生一定的膨脹,膨脹太小或者太大都可能造成開裂以及剝落,影響使用壽命。加入氧化硅微粉可以調整各高溫物相的生成量與生成速度,并影響燒結性能,從而影響膨脹量。實際氧化硅微粉的加入量應根據MgO或尖晶石的用量、粒度組成等配料來確定。如果采用MgO—SiO2結合體系,則二氧化硅微粉的用量可稍多一些。
  (4)目前,鋁一鎂質澆注料可采用i個結合體系:鋁酸鈣水泥、氧化硅微粉一MgO以及水化氧化鋁結合體系。三個體系各有特點,水泥結合的澆注料穩定性較好,但由于引入CaO,對高溫性能及抗侵蝕性可能有一定損害。但在超低水泥澆注料中引入CaO的量已很小,危害已降低到相當低的程度。用氧化硅微粉一MgO為結合劑時引人了少量的SiO2,SiO2的引入對高溫性能的影響較CaO的引入弱。但其要求SiO2微粉與MgO充分混合分布均勻,否則對常溫與高溫性能產生一定影響。用水化氧化鋁,如α—Al2O3為結合劑時,完全沒有引入雜質。但是,單獨使用時導致澆注料的強度較低,通常需加入少量氧化硅微粉以改善其施工性能與提高強度。
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