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(zhì)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(zhì)澆注料可分為普通鋁一鎂質(zhì)澆注料與純鋁一鎂質(zhì)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(zhì)澆注料;后者以電熔剛玉或燒結(jié)剛玉為主要原料,雜質(zhì)成分較少,稱為純鋁一鎂質(zhì)澆注料或剛玉一鎂質(zhì)澆注料等。
1? 礬土基鋁一鎂質(zhì)澆注料
它們是由特級(jí)或一級(jí)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(xì)粉構(gòu)成的。早期以水玻璃為結(jié)合劑,因?yàn)閹艘欢ǖ腘a:0,影響高溫性能,已很少使用。目前常用MgO—SiO:微粉為結(jié)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(dá)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(jù)配料的雜質(zhì)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(jù)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(jié)合劑的,但由于引入CaO對(duì)高溫性能產(chǎn)生不良影響。
2、純鋁一鎂質(zhì)澆注料
它是以電熔白剛玉、棕剛玉、燒結(jié)剛玉為骨料,在細(xì)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(jù)澆注料的一般原則確定。細(xì)粉中含有Al2O3以及鋁酸鈣水泥、氧化硅微粉等結(jié)合劑及各種添加劑等。細(xì)粉的構(gòu)成對(duì)澆注料的施工與使用性能有很大的影響。有關(guān)這方面的文獻(xiàn)很多。根據(jù)所用的添加劑的種類、使用與施_[狀況以及渣的組成與性質(zhì)等的不同有許多不同的結(jié)果。細(xì)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(dāng)以尖晶石的形式加入時(shí),尖晶石的組成(MgO/Al2O3之比)以及它的結(jié)晶大小、雜質(zhì)種類及含量都可能對(duì)其抗渣性等性質(zhì)產(chǎn)生影響,而且與渣的組成號(hào)l生質(zhì)有關(guān)。當(dāng)以氧化鎂粉的形式加入時(shí),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(bào)道認(rèn)為原位生成尖晶石產(chǎn)生的膨脹有利于減小氣孔孔徑,有利于阻止渣的滲透。同時(shí),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?cè)男再|(zhì),提高澆注料的抗侵蝕與滲透能力。但也有些試驗(yàn)結(jié)果并不支持這一觀點(diǎn)。這可能與渣的組成及試驗(yàn)條件有一定關(guān)系。所以,究竟以何種形式加入為好,需根據(jù)具體情況、渣的性質(zhì)等來確定。
(2)細(xì)粉中的氧化鋁可以用燒結(jié)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(diào)節(jié)施工性能的作用。更重要的是它具有較高的活性,在加MgO細(xì)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(huì)產(chǎn)生一定的體積膨脹。這一過程對(duì)澆注料的相組成、顯微結(jié)構(gòu)以及抗渣性都有一定影響。剛玉細(xì)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(huì)對(duì)尖晶石的原位生成及固溶產(chǎn)生影響,配料中應(yīng)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(dòng)性,另一方面是調(diào)整與控制使用過程中的膨脹。由于在原位生成尖晶石或者M(jìn)gO與Al2O3在尖晶石中的同溶以及CA6的生成都會(huì)產(chǎn)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(diào)整各高溫物相的生成量與生成速度,并影響燒結(jié)性能,從而影響膨脹量。實(shí)際氧化硅微粉的加入量應(yīng)根據(jù)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(jié)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(zhì)澆注料可采用i個(gè)結(jié)合體系:鋁酸鈣水泥、氧化硅微粉一MgO以及水化氧化鋁結(jié)合體系。三個(gè)體系各有特點(diǎn),水泥結(jié)合的澆注料穩(wěn)定性較好,但由于引入CaO,對(duì)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(dāng)?shù)偷某潭?。用氧化硅微粉一MgO為結(jié)合劑時(shí)引人了少量的SiO2,SiO2的引入對(duì)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(duì)常溫與高溫性能產(chǎn)生一定影響。用水化氧化鋁,如α—Al2O3為結(jié)合劑時(shí),完全沒有引入雜質(zhì)。但是,單獨(dú)使用時(shí)導(dǎo)致澆注料的強(qiáng)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(qiáng)度。
1? 礬土基鋁一鎂質(zhì)澆注料
它們是由特級(jí)或一級(jí)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(xì)粉構(gòu)成的。早期以水玻璃為結(jié)合劑,因?yàn)閹艘欢ǖ腘a:0,影響高溫性能,已很少使用。目前常用MgO—SiO:微粉為結(jié)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(dá)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(jù)配料的雜質(zhì)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(jù)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(jié)合劑的,但由于引入CaO對(duì)高溫性能產(chǎn)生不良影響。
2、純鋁一鎂質(zhì)澆注料
它是以電熔白剛玉、棕剛玉、燒結(jié)剛玉為骨料,在細(xì)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(jù)澆注料的一般原則確定。細(xì)粉中含有Al2O3以及鋁酸鈣水泥、氧化硅微粉等結(jié)合劑及各種添加劑等。細(xì)粉的構(gòu)成對(duì)澆注料的施工與使用性能有很大的影響。有關(guān)這方面的文獻(xiàn)很多。根據(jù)所用的添加劑的種類、使用與施_[狀況以及渣的組成與性質(zhì)等的不同有許多不同的結(jié)果。細(xì)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(dāng)以尖晶石的形式加入時(shí),尖晶石的組成(MgO/Al2O3之比)以及它的結(jié)晶大小、雜質(zhì)種類及含量都可能對(duì)其抗渣性等性質(zhì)產(chǎn)生影響,而且與渣的組成號(hào)l生質(zhì)有關(guān)。當(dāng)以氧化鎂粉的形式加入時(shí),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(bào)道認(rèn)為原位生成尖晶石產(chǎn)生的膨脹有利于減小氣孔孔徑,有利于阻止渣的滲透。同時(shí),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?cè)男再|(zhì),提高澆注料的抗侵蝕與滲透能力。但也有些試驗(yàn)結(jié)果并不支持這一觀點(diǎn)。這可能與渣的組成及試驗(yàn)條件有一定關(guān)系。所以,究竟以何種形式加入為好,需根據(jù)具體情況、渣的性質(zhì)等來確定。
(2)細(xì)粉中的氧化鋁可以用燒結(jié)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(diào)節(jié)施工性能的作用。更重要的是它具有較高的活性,在加MgO細(xì)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(huì)產(chǎn)生一定的體積膨脹。這一過程對(duì)澆注料的相組成、顯微結(jié)構(gòu)以及抗渣性都有一定影響。剛玉細(xì)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(huì)對(duì)尖晶石的原位生成及固溶產(chǎn)生影響,配料中應(yīng)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(dòng)性,另一方面是調(diào)整與控制使用過程中的膨脹。由于在原位生成尖晶石或者M(jìn)gO與Al2O3在尖晶石中的同溶以及CA6的生成都會(huì)產(chǎn)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(diào)整各高溫物相的生成量與生成速度,并影響燒結(jié)性能,從而影響膨脹量。實(shí)際氧化硅微粉的加入量應(yīng)根據(jù)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(jié)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(zhì)澆注料可采用i個(gè)結(jié)合體系:鋁酸鈣水泥、氧化硅微粉一MgO以及水化氧化鋁結(jié)合體系。三個(gè)體系各有特點(diǎn),水泥結(jié)合的澆注料穩(wěn)定性較好,但由于引入CaO,對(duì)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(dāng)?shù)偷某潭?。用氧化硅微粉一MgO為結(jié)合劑時(shí)引人了少量的SiO2,SiO2的引入對(duì)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(duì)常溫與高溫性能產(chǎn)生一定影響。用水化氧化鋁,如α—Al2O3為結(jié)合劑時(shí),完全沒有引入雜質(zhì)。但是,單獨(dú)使用時(shí)導(dǎo)致澆注料的強(qiáng)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(qiáng)度。
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