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      行業(yè)資訊

      普通耐火搗打料的分類及主要性能

        普通耐火搗打料的基本組成,與耐火澆注料和可塑料等材質(zhì)相似,其區(qū)別是耐火粉料較多、結合劑用量較少。通常添加軟質(zhì)黏土以增加料的黏塑性和燒結性。耐火骨料臨界粒徑為10mm,也有用5mm的,粗、細骨料之質(zhì)量比為3:7至4:6。細骨料多些,易打結密實。耐火搗打料粒度組成一般為耐火骨料60%~65%,耐火粉料35%~40%,這樣可獲得較大的堆積密度,搗打后的襯體,體積密度也是較大的。

        應指出,耐火搗打料在盛鋼桶工作層上應用較多,并取得一定的成效。其耐火骨料和粉料為一級或特級礬土熟料,最大粒徑10mm;添加葉臘石或粉時,稱為鋁蠟石質(zhì)搗打料,添加一級制磚鎂砂粉或冶金鎂砂粉時,則稱為鋁鎂質(zhì)搗打料,粉料細度為小于0.09mm的占90%以上;采用模數(shù)2.6和密度1.36g/cm3的水玻璃溶液或密度1.26g/cm3的硫酸鋁溶液作結合劑。其配合比見表1-1所示。

        表1-1 盛鋼桶用搗打料的配合比(%)

        實踐證明,在盛鋼桶上應用較多、效果較好的為鋁鎂質(zhì)耐火搗打料,其組成也是有變化的。當鎂砂粉用量為9%~12%時,能生成足夠的鎂鋁尖晶石,具有良好的抗渣性,使用壽命較長。

        耐火搗打料混煉后,模仿風鎬搗打襯體的體積密度,在壓力機上制樣。試樣自然養(yǎng)護3d,進行烘干并作性能檢測。其檢驗結果,見表1-2,。編號與表1-1對應。

        表1-2 盛鋼桶用搗打料的主要性能

       �、兖ぴ�,坩堝內(nèi)體積變小。

        從表1-1中看出,水玻璃耐火搗打料比硫酸鋁耐火搗打料好些。在水玻璃耐火搗打料中,編號2即鋁鎂質(zhì)耐火搗打料的性能,是比較好的。其抗渣性好、荷重軟化溫度和高溫耐壓強度較高,特別是1400℃燒后耐壓強度達到了105.9MPa,但燒后線收縮較大,達到2.21%。該料在高溫下能生成鋁鎂尖晶石,交錯生長,體積膨脹,且系耐火礦物,因此可提高其使用性能;鋁蠟石質(zhì)耐火搗打料的特點是燒后呈膨脹,其值達到2.32%,使用時內(nèi)襯不黏渣,所以適宜作盛鋼桶內(nèi)襯,但高溫耐壓強度和荷重軟化溫度較低,則影響其使用;鋁質(zhì)耐火搗打料的有關性能,介于二者之間,也能在鋼包上使用。

        抗渣性是用坩堝檢驗的。渣的化學成分為CaO 41.2%、SiO2 10.5%、Fe2O3 10.8%、FeO 18.3%、Al2O3 5.34%、MnO 4.78%、MgO 5.3%、CaF 1.36%、燒失 1.52%。堿度3.9。檢驗結果證明,鋁鎂質(zhì)搗打料被渣的侵蝕和滲透均較小,且形成了較薄的致密層,能防止渣的進一步侵蝕;鋁質(zhì)和鋁蠟石質(zhì)搗打料的抗渣性,基本相似,但與鋁鎂質(zhì)搗打料相比,蝕損和滲透大2倍左右。這說明,在鋁質(zhì)耐火搗打料中,添加鎂砂粉有顯著的作用。

        采用表1-1中的編號2粉料和水玻璃,壓力成型試樣,經(jīng)1600℃燒后作巖相分析。偏光顯微鏡分析發(fā)現(xiàn),形成了較多的鋁鎂尖晶石,晶粒一般為5~7um,少數(shù)為10~15um。當添加2%的鉻鐵礦作礦化劑時,其尖晶石發(fā)育好,晶粒較粗大,一般為10~15um,個別的約為30um;試樣的X-射線衍射譜線,也證明在高溫下形成了鎂鋁尖晶石,且發(fā)育較好。

        耐火搗打料在電爐頂、工頻感應爐和爐外精煉裝置等熱工設備中,也得到了應用。其品種有磷酸高鋁質(zhì)和剛玉鉻鋯質(zhì)、水玻璃鋁鋯質(zhì)和鎂鉻質(zhì)等,一般能滿足生產(chǎn)工藝的要求,使用壽命也較高。

        高鋁質(zhì)搗打料系用Al2O3為88%的礬土熟料作骨料和粉料,并添加較多的電熔剛玉粉,以提高基質(zhì)性能,同時添加蘇州黏土作增塑劑;鎂鋁鉻質(zhì)搗打料系用電熔鎂鉻合成料和鋁鎂尖晶石等材料配制的。鋁鋯質(zhì)搗打料系用Al2O3為85%的礬土熟料作耐火骨料和粉料,添加ZrO2為64%的鋯英石粉和焦作泥;鎂鉻質(zhì)耐火搗打料的配合比;MgO91%的制磚鎂砂骨料和粉料分別為55%和15%,Cr2O347%的鉻鐵礦骨料和粉料各為15%,水玻璃溶液為4%~5%。高強鎂質(zhì)耐火搗打料系用MgO為97%的電熔鎂砂作骨粉料。臨界粒徑為5mm,四級配料,骨粉料之比為7:3~6:4之間;磷酸鹽作結合劑,用量2%~4%,外加復合金屬粉。制樣時,按照規(guī)定的體積密度,選擇成型壓力。試樣養(yǎng)護到期后,檢驗性能,其結果列與表1-1。從表中看出,該類耐火搗打料性能較好,燒后耐壓強度最高為123.2MPa,荷重軟化溫度最高達到1700℃以上,顯氣孔率最低的為13%。

        表1-3 普通耐火搗打料的主要性能

       �、貴e2O3;②溫度1200℃。

        在高鋁質(zhì)搗打料,摻加剛玉粉以提高基質(zhì)品級,能提高其性能。摻加鋯英石粉的高鋁質(zhì)耐火搗打料,因鋯英石中含有雜質(zhì),分解溫度由1670℃降為1540℃,并分解成ZrO2和SiO2在高溫下前者形成斜鋯石,后者與Al2O3形成莫來石。這兩種耐火礦物,與剛玉或莫來石交錯共生,加強了組織結構,提高了強度和抗侵蝕性。同時,由于體積效應,彌補了材料收縮,增強了抗剝落性;在高鋁質(zhì)或鎂質(zhì)耐火搗打料中,摻加鉻鐵礦,高溫下能生成鉻剛玉或鎂鉻尖晶石,即使不生成這兩種你礦物,以剛玉和鎂砂與鉻鐵礦為骨架,填充硅酸鹽相,也能形成較好的組織結構和結合相,有利于性能的提高。但是,鉻鐵礦的用量不宜太多,否則將使耐火搗打料的荷重軟化溫度和強度降低。試驗證明,在鎂鉻質(zhì)耐火搗打料中,鉻鐵礦的用量一般不得超過30%,適宜的用量為10%~20%,鉻鐵礦以骨料形式加入,基質(zhì)中應加入預合成鎂鉻砂細粉,以提高燒結程度和減弱體積膨脹。為了提高鎂鉻質(zhì)耐火搗打料的性能,應采用六偏磷酸鈉和磷酸酯復合結合劑,并摻加金屬鋁粉和金屬鐵粉以提高中溫強度。

        鎂質(zhì)搗打料磷酸鹽用量與強度的關系,隨著磷酸鹽結合劑用量的增加,烘干和1000℃燒后耐壓強度也提高,其最佳用量約為3%。

        在高鋁質(zhì)耐火搗打料中,還可摻加藍晶石族礦物,借助于高溫下的分解和形成莫來石,并產(chǎn)生體積膨脹效應以抵消搗打料的部分體積收縮,有利于性能的提高。藍晶石族礦物的品位,對耐火搗打料的性能有較大影響,因此應以其精礦摻加,用量一般為15%~35%。耐火骨料和粉料用二級礬土熟料制取,骨料最大粒徑為5mm,粗、細骨料質(zhì)量比為1:1,用蘇州泥作增塑劑,用比重1.38的水玻璃溶液作結合劑。該類耐火搗打料的主要性能,見表1-4。從表中看出,摻加藍晶石族礦物后,對耐火搗打料的強度和荷重軟化溫度,無明顯作用,燒后線變化則由線收縮轉變?yōu)榫€膨脹,即顯示了該類材料的膨脹劑作用。

        表1-4藍晶石搗打料的主要性能

        應當指出,作為膨脹劑材料,藍晶石效果最好,1400℃燒后線變化由-0.4%增加到+1.6%。

        另外,還有鋁酸鹽水泥高鋁質(zhì)和剛玉質(zhì)耐火搗打料、方鎂石水泥鎂質(zhì)耐火搗打料和磷酸和磷酸鹽耐火搗打料等,也得到了應用;為了方便用戶使用,耐火廠將耐火搗打料添加保存劑濕混煉均勻,然后裝入塑料袋中密封,可保存3~6個月,仍有塑性可搗打施工,其性能無明顯下降。該種搗打料,也稱為塑性耐火搗打料。

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