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                鋼包澆注料性能優良與尖晶石用量有關

                發布時間:2020/11/17 企業新聞 標簽:輕質保溫磚瀏覽次數:1774

                  據高鋁磚小編了解鋼包澆注料含碳鋼包襯磚受到鋼水的侵蝕、沖刷,磚中的碳向鋼水中擴散,使鋼水平均每爐增碳0.7×10-6,直接制約著鋼水品質的提高,長壽命的鋼包無碳耐火材料日益受到鋼廠的重視。傳統的高鋁磚、鋁鎂尖晶石不燒磚由于技術條件的限制以及近年來鋼包爐外精煉技術的應用,使用壽命較短,一般為70次~80次,不能滿足生產需要。目前,鋼包用耐火材料主要有Al2O3-MgO系、Al2O3-MA系和MgO-Al2O3系。其中,Al2O3-MA耐高溫材料具有較好的潔凈鋼水的作用,在鋼包上用得較多,在使用過程中,其內部有部分MgO和A12O3反應生成鎂鋁尖晶石,在一定程度上抑制了熔渣對耐火材料的進一步侵蝕。


                  提高鋼包用新型無碳耐火材料的抗鋼渣侵蝕的能力和抗熱震穩定性是延長鋼包用耐火材料壽命的技術方向。研究者以特級高鋁礬土、富鋁尖晶石和電熔鎂砂等為主要原料,采用微粉凝聚結合方式,研究尖晶石對鋼包澆注料性能的影響。通過試驗,他們選出最優方案,以延長鋼包內襯用耐火材料的使用壽命,實現鋼包高效、長壽的目標。


                  試驗過程


                  試驗用主要原料有特級高鋁礬土、電熔鎂砂、棕剛玉粉、硅微粉、氧化鋁微粉、純鋁酸鈣水泥等。以加入不同質量比例的尖晶石進行配料,加入量分別為2%、4%、6%、8%、10%、12%,制成1號~6號共6組鋼包澆注料試樣。試樣采用澆注法成型,規格為40mm×40mm×160mm。研究者檢測經過養護、烘干、燒成等工序后的試樣的燒后抗折強度、耐壓強度、體積密度、顯氣孔率、高溫抗折強度、抗熱震性和渣侵等各項性能指標,經過數據分析,研究尖晶石對鋼包內襯耐火材料性能的影響,選出最優方案。


                  結果與分析


                  尖晶石對鋼包澆注料強度的影響。為了直觀地表征試驗結果,研究者將各組試樣的抗折、耐壓強度分別繪成圖1、圖2。從圖1中可以看出,2號試樣的抗折強度值為最高,燒前為3.6MPa,燒后達到了9.0MPa;其次為1號試樣,即當尖晶石含量為4%時,試樣的抗折強度最強。由圖2可知,試樣的耐壓強度隨著尖晶石含量的增加,呈現整體下降的趨勢。


                  尖晶石對鋼包澆注料燒后體積密度、顯氣孔率的影響。從圖3可以看出,隨著尖晶石含量的增加,試樣體積密度先升高后降低,4號試樣最高,為2.646g/cm3。由圖4可知,試樣顯氣孔率先降低后升高,尖晶石含量為6%的試樣顯氣孔率最低,為11.9%。因此,尖晶石的含量在一定范圍內,有利于試樣的燒結,可以對試樣起到很好的致密化作用。


                  尖晶石對鋼包澆注料抗熱震性的影響。研究者將各組試樣的常溫抗折強度、燒后抗折強度、10次水冷熱震后的殘余抗折強度繪成圖5,殘余抗折強度損失率繪成圖6。通過圖5可以看出,隨著尖晶石的加入量增加,試樣的常溫、燒后與熱震后的抗折強度的走勢大致是相似的。2號試樣表現出了優于其它試樣的性能,抗熱震性達到了10次后,而其損毀程度也較低。從圖6可知,2號試樣的損失率最低,3號試樣次之,適量加入尖晶石可以提高鋼包澆注料的抗熱震性,過量則適得其反。


                  尖晶石對鋼包澆注料抗渣侵蝕性能的影響。抗渣性試驗采用靜態坩堝法,在試樣上鉆取直徑20mm、深度為20mm的盲孔。試樣經110℃×24h干燥后,研究者在每個坩堝中裝入9.5g鋼包渣,試樣再經過1550℃×3h熱處理。待試樣冷卻后,研究者沿中心線將其切開,測量鋼包渣對試樣的侵蝕深度,并觀察其侵蝕面積。結果顯示,6組試樣對鋼包渣的抵抗能力有所不同。1號、3號和6號試樣的渣侵面積較大,2號試樣的渣侵面積最小。2號試樣抵抗渣的滲透能力最強,渣侵深度僅為9.98mm;其次為5號試樣,渣侵深度為14.58mm。相比之下,3號試樣抵抗渣的滲透能力最差,渣侵深度達到了19.82mm。


                  研究者還選取了部分試樣(2號、5號和6號試樣),進行掃描電子顯微鏡(SEM)分析。結果顯示,2號試樣中氣孔相對較少,材料較致密,抗渣侵能力較強;5號試樣次之;6號試樣氣孔直徑較大。尖晶石的加入量對澆注料的抗渣侵蝕能力的影響存在一個范圍值,當尖晶石的加入量為4%時(2號試樣),被侵蝕深度和被侵蝕面積都表現出了高于其它試樣的優越性能。


                  綜上所述,在一定范圍內,尖晶石的加入,有利于鋼包澆注料試樣的燒結和致密化,促進基質中電熔鎂砂與電熔剛玉發生反應生成尖晶石,并引起少量的體積膨脹,保持鋼包包襯材料的整體性。當富鋁尖晶石的加入量為4%時,試樣的各項綜合性能指標最優,滿足生產使用要求。

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