普通耐火搗打料的根本組成,與耐火澆注料和可塑料等資料類似,其區(qū)別是耐火粉料較多、分離劑用量較少。通常添加軟質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普通為耐火骨料60%~65%,耐火粉料35% ~40%,這樣可取得較大的堆積密度,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,并獲得一定的效果。其耐火骨料和粉料為一級或特級礬土熟料,最大粒徑10mm;添加葉蠟石?;蚍蹠r,稱為鋁蠟石質搗打料,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的硫酸鋁溶液作分離劑。其配合比見表1所示。
理論證明,在桶上應用較多、效果較好的為鋁鎂質耐火搗打料,其組成也是有變化的。當鎂砂粉用量為9%~12%時,能生成足夠的鋁鎂尖晶石,具有良好的抗渣性,運用壽命較長。
耐火搗打料混練后,模擬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,停止烘干并作性能檢驗。其檢驗結果,見表2。編號與表1對應。
桶用搗打料的主要性能
從表2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即鋁鎂質耐火搗打料的性能,是比擬好的。其抗渣性好、荷重軟化溫度和高溫耐壓強度較高,特別是1400℃燒后耐壓強度到達了 105.9MPa,但燒后線收縮較大,到達2.21%。
該料在高溫下能生成鋁鎂尖晶石,交織生長,體積收縮,且系耐火礦物,因而可進步其運用性能;鋁蠟石質耐火搗打料的特性是燒后呈收縮,其值到達2.32%,運用時內襯不黏渣,所以適合作盛鋼桶內襯,但高溫耐壓強度和荷重軟化溫度較低,則影響其運用;鋁質耐火搗打料的有關性能,介于二者之間,也能在鋼包上運用。
抗渣性是用坩堝法檢驗的。渣的化學成分為CaO41.2%。SiO 10.5%、.Fe2O3 10.8%、 FeO 18.3%、Al2O3 5.34%、MnO4.478%、MgO 5.3%、CaF 1.36%、燒失1.52%。堿度3.9。檢驗結果證明,鋁鎂質搗打料被渣的腐蝕和浸透均較小,且構成了較薄的致密層,能避免渣的進一步侵透;鋁質和鋁蠟石質搗打料的抗渣性,根本類似,但與鋁鎂質搗打料相比,蝕損和浸透大2倍左右。這闡明,在鋁質耐火搗打料中,添加鎂砂粉有顯著的作用
采用表1中的編號2粉料和水玻璃,壓力成型試樣,經1600℃燒后作巖相剖析。 偏光顯微鏡剖析發(fā)現(xiàn),構成了較多的鋁鎂尖晶石,晶粒普通為5~7μm,少數(shù)為10 ~15μm。 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,普通為10~15μm,個別的約為30μm;該試樣的X-射線衍射譜線(圖1),也證明在高溫下構成了鋁鎂尖晶石, 且發(fā)育較好
圖1 鋁鎂質搗打料的X-射線衍射譜線
耐火搗打料在電爐頂、工頻感應電爐和爐外精煉安裝等熱工設備中,也得到了應用。其種類有磷酸高鋁質和剛玉鉻鋯質、水玻璃鋁鋯質和鎂鉻質等,普通能滿足消費工藝的請求,運用壽命也較高。
高鋁質搗打料系用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,以進步基質性能,同時添加蘇州黏土作增塑劑;鎂鋁鉻質搗打料系用電熔鎂鉻合成料和鋁鎂尖晶石等資料配制的。
鋁鋯質搗打料系用Al2O3為85%的礬土熟料作耐火骨料和粉料,添加ZiO2為64%的鋯英石粉和焦作泥;鎂鉻質耐火搗打料的配合比:MgO 91%的制磚鎂砂骨料和粉料分別為55%和15%,Cr2O3 47%的鉻鐵礦骨料和粉料各為15%,水玻璃溶液為4%~ 5%。
高強鎂質耐火搗打料系用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;磷酸鹽作分離劑,用量2% ~ 4%,外加復合金屬粉。制樣時,依照規(guī)則的體積密度,選擇成型壓力。試樣養(yǎng)護到期后,檢驗性能,其結果列于表3。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,荷重軟化溫度最高到達1700℃以上,顯氣孔率最低的為13%。
表3 普通耐火搗打料的主要性能
在高鋁質搗打料中,摻加剛玉粉以進步基質品級,能進步其性能。摻加鋯英石粉的高鋁質耐火搗打料,因鋯英石中含有雜質,合成溫度由1670℃降為1540℃,并合成成ZrO2和SiO2,在高溫下前者構成斜鋯石,后者與Al2O3構成莫來石。這兩種耐火礦物,與剛玉或莫來石交織共生,增強了組織構造,進步了強度和抗腐蝕性。
同時,由于體積效應,補償了資料收縮,加強了抗剝落性;在高鋁質或鎂質耐火搗打料中,摻加鉻鐵礦,高溫下能生成鉻剛玉或鎂鉻尖晶石,即便不生成這兩種礦物,以剛玉和鎂砂與鉻鐵礦為骨架,填充硅酸鹽相,也能構成較好的組織構造和分離相,有利于性能的進步。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。
圖2 鉻鐵礦用量對鎂鉻質搗打料的影響
1和2-1000℃和1600℃燒后耐壓強度;3-荷重軟化溫度開端點
實驗標明,在鎂鉻質耐火搗打料中,鉻鐵礦的用量普通不得超越30%,適合的用量為10~ 20%,如圖2所示。這主要是鉻鐵礦帶入的雜質太多所致。同時,鉻鐵礦以骨料方式參加,基質中應參加預合成鎂鉻砂細粉,以進步燒結水平和削弱體積收縮。為了進步鎂鉻質耐火搗打料的性能,應采用六偏磷酸鈉和磷酸酯復合分離劑,并摻加金屬鋁粉和金屬鐵粉以進步中溫強度。
圖3 鎂質搗打料磷酸鹽用量與強度的關系
1—110℃烘干;2—1000℃燒后
圖3為鎂質搗打料磷酸鹽用量與強度的關系。從圖中看出,隨著磷酸鹽分離劑 用量的增加,烘干和1000;燒后耐壓強度也進步,其最佳用量約為3%。
在高鋁質耐火搗打料中,還可摻加藍晶石族礦物,借助于高溫下的合成和構成莫來石, 并產生體積收縮效應以抵消搗打料的局部體積收縮,有利于性能的進步。藍晶石族礦物的品位,對耐火搗打料的性能有較大影響,因而應以其精礦摻加,用量普通為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的水玻璃溶液作分離劑。該類耐火搗打料的主要性能,見表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€收縮,即顯現(xiàn)了該類資料的收縮劑作用。
表4 藍晶石族搗打料的主要性能
應當指出,作為收縮劑資料,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和剛玉質耐火搗打料、方鎂石水泥鎂質耐火搗打料和磷酸或磷酸鹽耐火搗打料等,也得到了應用;為了便當用戶運用,耐火廠將耐火搗打料添加保管劑濕混練平均,然后裝入塑料袋中密封,可保管3 ~ 6個月,仍有塑性可搗打施工,其性能無明顯降落。這種搗打料,也稱為塑性耐火搗打料。
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