超微粉結(jié)合鋁鎂尖晶石質(zhì)耐火澆注料在中小型鋼包上得到應用,平均使用壽命約為100次,在馬鋼70t和漣鋼30t的鋼包上使用,其包齡分別為103次和120次;在某廠連鑄比大于70%、出鋼溫度為1680~1720℃,噴槍吹氬的50t鋼包上,包壁和包底厚度分別約為180mm和280mm,其平均包齡為140次,平均侵蝕速度約為0.95mm/次,在凌鋼30t鋼包上,使用壽命為70次。
組成材料和性能
超微粉結(jié)合鋁鎂尖晶石質(zhì)耐火澆注料用的耐火骨料,主要是山西特級礬土熟料,Al2O3與TiO2含量約為90%,臨界粒徑約為25mm,一般采用連續(xù)顆粒級配,也有用間斷級配的;結(jié)合劑為活性的SiO2超微粉,SiO2大于91%,中直徑D50約為3um,另加聚磷酸鈉等分散劑和快干劑。其性能見表1-1。基質(zhì)中均加高檔次的鋁鎂尖晶石粉、剛玉粉和α-Al2O3超微粉。表中編號1添加電熔鎂砂粉、剛玉粉和α-Al2O3超微粉。表中編號1添加電熔鎂砂粉,用量約為9%;編號2添加高純鎂砂粉,編號4添加MgO約為94%的燒結(jié)鎂砂粉,編號3、編號5和編號6則為中檔鎂砂粉。其細度均不大于0.088mm。
表1-1 超微粉結(jié)合鋁鎂MA質(zhì)澆注料的性能
從表1-1中看出,uf-SiO2結(jié)合鎂鋁尖晶石質(zhì)耐火澆注料的性能較好,烘干強度高,高、中溫強度適當,其強度比在0.7~1.4之間,是較小的。因此該料抗熱震性較好,抗剝落性好;同時,體積密度較大,顯氣孔率小,即料較致密。1500℃燒后線變化均為正值,呈膨脹狀態(tài),也有利于抗熱震剝落性。
影響性能的因素
超微粉結(jié)合鋁鎂尖晶石質(zhì)耐火澆注料的性能優(yōu)良,主要在中小型鋼包上應用,取得了滿意的效果。與高技術(shù)鋼包耐火澆注料相比,耐火骨料、鎂砂和鎂鋁尖晶石等材料的檔次略低些,因此基質(zhì)組成材料對超微粉耐火澆注料的性能影響,也有所不同。
SiO2超微粉
耐火澆注料的耐火骨料為Al2O3大于83%的特級礬土熟料和MgO大于95%的中檔鎂砂,臨界粒徑分別為10mm和3mm,總用量約為70%;耐火粉料為Al2O3>65%和MgO>24%的鋁鎂尖晶石粉、鎂砂粉,特級礬土熟料粉和SiO2超微粉等,其合量為30%左右。在澆注料基質(zhì)中,固定鋁鎂尖晶石和中檔鎂砂的用量,調(diào)整SiO2用量對澆注料性能的影響。uf-SiO2超微粉用量為1a~5a時,其機制組成中相對應點的SiO2含量分別約為:6.2%、9.3%、12.5%、16.0%和19.1%,其m(MgO)/m(Al2O3)分別為0.64%、0.68%、0.72%、0.77%和0.83%。從圖中看出,隨著uf-SiO2用量的增加,烘干耐壓強度顯著增加,1500℃燒后耐壓強度變化不大,一般在49~57MPa之間,也有增加趨勢;1500℃燒后線變化和顯氣孔率,則不斷降低。當uf-SiO2用量超過一定量時,基質(zhì)組成則落到MA-M2S-M2A2S2三角形區(qū)域內(nèi),尖晶石和鎂橄欖石等礦物形成量較大,產(chǎn)生較大的體積膨脹,但難抵消大量液相生成而產(chǎn)生收縮,表現(xiàn)為體積密度致密化、顯氣孔率降低和燒后膨脹直線降低。所以,用uf-SiO2做鋁鎂尖晶石質(zhì)耐火澆注料結(jié)合劑,應選擇最佳的用量約為2a,以確保其基質(zhì)組成點落在MgO-M2S-MA三角區(qū)域內(nèi),獲得高性能的耐火澆注料。