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影响出铁沟用ASC浇注料配方性能的主要因素

发布日期:2019-04-22 17:51

  我国国家耐火材料标准规定的高炉出铁沟用耐火浇注料性能指YB/T 4126-2012出铁沟用ASC浇注料一般为低水泥或超低水泥浇注料,主要由Al2O3骨料,SiC、碳、水泥及各种添加剂配合而成。
  Al2O3骨料
  Al2O3骨料是浇注料的主成分,是构成浇注料的颗粒骨架。Al2O3骨料主要包括电熔白刚玉、棕刚玉、亚白刚玉、烧结氧化招和高铝矾土熟料,使用时应根据材料的使用条件等综合选定。高档材料选用电熔致密刚玉,中档材料选用棕刚玉,低档材料用烧结刚玉或矾土熟料。
  SiC
  浇注料中添加Sic主要是考虑:(1)可以有效地防止碳的氧化,提高出铁沟耐火材料的抗氧化性;(2)SiC膨胀系数低,仅为A1203的一半,可以防止ASC浇注料加热冷却过程的开裂;(3)SiC的热导率高,可以提高ASC浇注料的抗热震性;(4)SiC氧化后产生的Si02、C0和(:02可以有效地抑制材料的氧化;(5)SiC可以有效地提高材料的抗冲刷性能。但是当SiC加入量过大时,材料的高温强度下降,因此SiC的加人量需控制在10%~25%。研究和现场使用表明:SiC含量高,可以提高浇注料的抗渣侵蚀性。因此浇注料的SiC含量往往高达20%以上。
  碳
  在Al203-SiC-C浇注料中,碳可以阻止熔渣向材料内部渗透;将炉渣限定在耐火材料的表层,提高材料的抗侵蚀性;同时碳还可以提高材料的热导率,提高材料的抗热震性,减轻材料的结构剥落和幵裂。碳可以选用石墨、炭黑、沥青焦等原料加人。当然碳在浇注料中的作用效果与碳的加人量和碳原料的种类有关。碳通常以沥青球或焦的形式加人,加入量为5%左右。
  水泥
  铁水沟用Al203-SiC-C浇注料通常用高铝水泥和纯铝酸钙水泥作结合剂。加人水泥是为了维持材料的低温和中温强度;加人水泥的同时,会带入少量的CaO,不利于材料的抗侵蚀性;另外水泥的用量增加,浇注料的需水量增加,导致浇注料的气孔率提高,体积密度下降,抗侵蚀性降低。因此铁水沟用Al203-SiC-C浇注料一般为低水泥浇注料和超低水泥浇注料,浇注料中CaO的总含量控制在1.0%~2.5%以下。
  硅粉(硅素)
  加人硅粉可以与材料中的碳在一定温度下生成SiCD生成的SiC在基质中呈两种状态,一种是非常细小的SiC晶须,直径约为0.1~0.5μm,它分布于基质的颗粒与颗粒之间,起到架桥衔接的作用,具有很强的补强效应,可以提高浇注料的高温强度;另一种是呈蠕虫状或絮状的SiC,它可以改善浇注料的显微结构,使浇注料形成SiC结合的Al203-SiC-C材料,可以提高浇注料的抗氧化性和抗渣性。
  金属铝粉
  由于金属铝粉可以和浇注料中的水反应生成H2,H2排除后留下细小的排气孔,有利于内部水分的排出,可以脱掉部分游离水,同时可以防止在烘烤时产生爆裂。反应过程中放出的热量也可以加快脱水速度,加快浇注料的凝结硬化过程,提高浇注料的强度;此外反应后生成的A1(0H)3S胶可形成新的结合相,也能提高浇注料的强度。
  但是金属铝粉的加入量不宜过多,否则会放出大量的氢气,留下太多的孔道,使得材料的结构疏松,强度降低,抗侵蚀性变差。
  有机纤维
  有机纤维可以防止浇注料在烘烤的过程中发生爆裂,因为有机纤维在浇注料烘干过程中被烧失,留下了排气通道,有利于浇注料中的水分排出。
  聚磷酸钠
  聚磷酸钠加入到浇注料中后,由于其具有分散减水效果,所以可以提高浇注料的体积密度,降低材料的气孔率,提高强度,改善浇注料的施工性能等。选用的聚磷酸钠主要为三聚磷酸钠和六偏磷酸钠等。
  缓凝剂或促凝剂
  浇注料中加入钙水泥常用的促凝剂有:NaOH、KOH、Ca(OH)2、Na2C03、K2C03、Na2Si03等;铝酸钙水泥常用的缓凝剂有:NaCl、BaCl2、MgCl2、CaCl2、柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸、乙二醇、磷酸盐和木质碘酸盐等。
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