添加剂对中间包镁质干式料性能的影响
几种低温结合剂对中间包镁质干式料性能的影响
中间包镁质干式料用低温结合剂的研究摘要针对中间包镁质干式工作衬用低温结合剂，选取葡萄糖、松香、蔗糖与酚醛树脂复合使用进行优选，发现葡萄糖与酚醛树脂复合使用效果较好。
用葡萄糖取代大部分酚醛树使用，干式料的性能仍能满足使用需要，而其生产成本得到有效降低，环境友好性也得到提高。
关键词中间包，干式料，低温结合剂，多羟基醛，酚醛树脂随着中间包水口快速更换技术的推广应用，中间包使用寿命不断提高，这对中间包工作衬用耐火材料提出了更高的要求，而采用镁质干式料能较大幅度提高中间包的使用寿命。
干式料为无水施工，其特殊的低温结合齐惺影响干式料使用性能的关键因素之一。
热塑性酚醛树脂粉具有优异的使用性能［1-2］，已成为干式振动料低温结合剂的主流材料。
但是，酚醛树脂粉的价格十分昂贵，且烘烤过程中产生少量刺激性气体。
寻找合适的替代品，已成为各生产厂家降本增效的迫切需要。
为此，本工作针对中间包镁质干式工作衬，另选了葡萄糖、松香、蔗糖3种有机物与酚醛树脂复合使用，其强度仍能满足现场施工和使用的需要。
1实验实验用主要原料为普通烧结镁砂，粒度分别为3〜lmm、I〜0mm和＜0.088mm ,化学成分见表1。
表1主要原料的化学组成将葡萄糖、松香、蔗糖与酚醛树脂四种有机结合剂按一定比例混合，加入耐火集料进行干混。
该耐火集料由粒度分别为3〜lmm、I〜0mm和＜Q088mm的普通烧结镁砂组成，为突出结合剂的作用，方便进行比较，其含量分别为45%、45%、10%。
将混合均匀的干式料，装入40m M 40mmc 160mm的标准模具，分两次加料、震动成型，总震动时间10〜15s, 190Cx1h烘烤，自然冷却、脱模，测抗折强度。
实验方案如表2所示。
表2复合结合剂的配比结合剂组成百分含量(wt% )试样编号------------------------------------------------------------------------------________________ 酚醛树脂葡萄糖松香蔗糖10.5 1.51 2.520.50.52230.52 2.5 1.54111151 2.5 1.50.5611 2.5 2.57 1.5 2.50.528 1.5 1.5 1.5 1.59 1.50.5 2.5110220.50.51120.5 1.5 2.512222213 2.510.5 1.514 2.5 2.51115 2.5 1.520.5根据实验前期结果, 干式料低温结合剂用葡萄糖和酚醛树脂复合使用。
酚醛树脂加入量对镁钙质中间包干式料性能的影响
3． 3 酚醛树脂加入量对镁钙质干式料 1550 ℃烧成后强度的影响
镁钙质干式料在经过 1550 ℃ 高温煅烧之后，材料
内部已经达到固相烧结，所以其冷却后的常温强度要
远远大于 200 ℃ 烘烤和 1100 ℃ 烧成后的常温强度。
从图 3 可 以 看 出 酚 醛 树 脂 加 入 量 对 镁 钙 质 干 式 料
≤2． 0
20-40
45-85
2． 0-4． 0
Fineness（ thru 140 mesh） ≥95%
2． 2 试验配方和制样 本次试验的试验配方基质和添加剂根据前期试验所得结论选取，PF-4012 酚醛树脂加入量从 1 ～ 3． 5%
变化为 0． 5% ，同时 200 目细粉量随酚醛树脂量增加而减少。试验配方如表 3 所示。将配制好的原料放入 搅拌锅内搅拌 4 min，倒入 40 mm × 40 mm × 160 mm 的模具中，在倒入模具的过程中要边装料边捣打，填充满 后在物料的表面使用专业模具打实后带模具上振动台振动 15 s。
小于低温烘烤后的强度。
由图 2 可以看出随着酚醛树脂加入量的增加 1100 ℃ 烧后常温抗折强度和常温耐压强度都是逐渐增大
但是增加幅度不大，总体维持在较低的强度范围内。主要因为酚醛树脂经热处理后所形成牢固的三维网络
结构，随着温度的升高约在 200 ～ 800 ℃ 分解，放出 CO2 、CO、CH4 、H2 及 H2 O 等气体，同时生成固定碳，这时 树脂得以碳化，形成碳网络结构，原有的三维网络结构被破坏使强度大幅度降低； 当温度不断升高超过 800
1550 ℃ 烧后的常温强度的影响： 随着酚醛树脂加入量
的增加 1550 ℃ 烧后常温强度都是逐渐增大当加入量
在 2% 左右时强度最大，之后随着加入量的增加强度
微孔白云石加入量对镁钙质中间包干式料性能的影响
微孔白云石加入量对镁钙质中间包干式料性能的影响孟佳泽;陈定;顾华志;黄奥;付绿平【期刊名称】《耐火材料》【年(卷),期】2024(58)1【摘要】以白云石为原料,采用二步煅烧法制备的致密镁钙砂是镁钙质中间包干式料常用的耐火原料。
然而二步煅烧法工艺复杂,资源耗费大,且致密镁钙砂不利于中间包干式料隔热性能的提升。
以一步煅烧法(1400℃保温3 h)制备的微孔白云石和电熔镁砂为主要原料,分别于1100、1550℃热处理后制备了镁钙质干式料试样,研究了微孔白云石加入量(质量分数分别为0、15%、30%、45%和60%)对试样性能的影响。
结果表明:随着微孔白云石加入量的增加,1100℃热处理后试样的线收缩率和体积密度呈减小趋势,常温耐压强度先增大后减小;1550℃热处理后试样的线收缩率先减小后显著增大,显气孔率增加,热导率大幅降低,但常温耐压强度和抗渣性能降低。
当微孔白云石加入量为60%(w)时,1550℃热处理后试样在800℃下的热导率为2.410 W·m^(-1)·K^(-1),与传统镁质干式料相比下降了51.9%,同时常温耐压强度为26.0 MPa,在力学性能略微降低的情况下表现出优异的隔热性能。
【总页数】4页(P68-71)【作者】孟佳泽;陈定;顾华志;黄奥;付绿平【作者单位】武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TQ175【相关文献】1.三聚磷酸钠加入量对镁钙质中间包干式料烧结性能的影响2.Fe2O3粉加入量对镁钙质中间包干式料性能的影响3.铬铁渣对镁质中间包干式料性能的影响4.酚醛树脂加入量对镁钙质中间包干式料性能的影响5.多羟基糖对镁钙质中间包干式料烧结性能的影响因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
碳质材料对中间包镁质干式料抗烧结性和抗渣渗透性的影响
编辑： 张子英
194
NAIHUO CAILIAO / 耐火材料 2014 /3
http： / / www． nhcl． com． cn
第3 期
王 林， 等： 碳质材料对中间包镁质干式料抗烧结性和抗渣渗透性的影响
2014 年 6 月
常温耐压强度检测 ； 通过测量试样的尺寸和质量计 算 300 ℃ 保 温 2 h 处 理 后 试 样 的 体 积 密 度 ； 参 照 YB / T 5200 —1993 分别检测 1 350 、 1 450 和 1 550 ℃ 保温 3 h 烧后试样的体积密度和显气孔率 ； 参照GB / T 8931 —2007 对试样进行静态坩埚法抗渣性能检测 ， 试 样渣孔的尺寸为 40 mm × 35 mm， 每个渣孔内装入 70 g 中间包渣， 放入电炉内 1 550 ℃ 保温 3 h 结束后， 将试样从中间剖开， 测定坩埚试样剖面渣的渗透面积 并计算渗透面积百分率。 中间包渣的化学组成 （ w ） Al2 O3 23． 78% ， MgO 17． 38% ， SiO2 为： CaO 38． 27% ， 5． 16% ， Fe2 O3 8． 38% 。
辽宁鞍山 114051 辽宁鞍山 114051
辽宁营口 115000
要： 为解决中间包用镁质干式料在使用过程中的烧结严重和抗 渣渗透 性能 差 的问题， 以烧结 镁 砂 碎 料 为主
5% ( w ) 固体酚醛树脂为低温结合剂， 1% ( w ) 泡碱 为中温结合剂， 料， 研究 按 w ( C ) ≈3% 分 别加入 冶金 焦 粉、 废 电极 、 碎石油焦或鳞片石墨四种碳质材料对镁质干式料性能的影响。 结果表明: 向 镁 质 干 式 料 中加入 四 种碳质 材料的任一种， 均能显著提高其抗烧结性能和抗渣渗透性， 其中加入 3% ( w ) 废电极的最好。 关键词： 镁质干式料; 碳质材料; 抗烧结性能; 抗渣渗透性; 废电极
混凝土中添加剂对性能的影响研究
混凝土中添加剂对性能的影响研究混凝土是建筑工程中常用的材料之一，其性能对于工程的质量和耐久性有着非常重要的影响。
为了提高混凝土的性能和使用寿命，人们在混凝土中添加了各种不同的添加剂。
本文将探讨混凝土中添加剂对性能的影响。
一、添加剂的种类混凝土中常用的添加剂主要包括以下几种：1. 水泥添加剂：如矿物掺合料、缓凝剂、加速剂等，可以改善混凝土的强度、耐久性和工作性能。
2. 纤维添加剂：如钢纤维、聚丙烯纤维、玻璃纤维等，可以增加混凝土的抗裂性、韧性和抗震性能。
3. 化学添加剂：如减水剂、气泡剂、膨胀剂、防水剂等，可以改善混凝土的流动性、减少收缩和渗漏。
4. 矿物添加剂：如硅灰石、粉煤灰、矿渣、硅酸盐等，可以改善混凝土的机械性能、耐久性和抗裂性。
二、添加剂的影响1. 强度影响添加剂对混凝土的强度有着直接的影响。
矿物掺合料、硅灰石等矿物添加剂可以增加混凝土的强度和硬度，提高其抗压强度和抗弯强度。
而减水剂等化学添加剂则会降低混凝土的强度和硬度，但可以提高其流动性和减少收缩。
2. 耐久性影响混凝土的耐久性是指其在不同环境和使用条件下的长期使用性能。
添加剂对混凝土的耐久性也有着重要的影响。
硅灰石等矿物添加剂可以减少混凝土的渗透性和碳化深度，从而提高其耐久性。
而聚丙烯纤维等纤维添加剂可以增强混凝土的抗冻性和抗裂性，提高其耐久性。
3. 工作性能影响混凝土在施工过程中需要具备一定的流动性和可加工性。
添加剂对混凝土的工作性能也有着重要的影响。
减水剂可以增加混凝土的流动性和可加工性，提高其施工效率。
而缓凝剂可以延长混凝土的凝固时间，加速剂可以提高混凝土的早期强度和凝固速度。
三、添加剂的应用混凝土中添加剂的应用需要根据具体的工程要求和使用环境进行选择。
在选择添加剂时需要考虑以下几个方面：1. 添加剂的类型：根据混凝土的使用要求选择相应的添加剂。
2. 添加剂的性能：需要评估添加剂对混凝土性能的影响，确保其可以满足工程要求。
3. 添加剂的用量：需要根据混凝土的配合比和使用要求确定添加剂的用量。
中间包镁质干式振动料抗渣性能研究
摘 要 以粒度为 3 ～ 1、≤1、≤0.088 mm的中档烧结镁砂为主要原料 , 按骨料与基质的质量比 65 35配料 , 选 用糖 、硅酸钠为复合结合剂制备了镁质干式振动料试样 。 采用静态坩埚法研究了糖 、硅酸钠加入量和添加剂 (分别为铝矾土粉 , α-Al2 O3 粉 )对干式振动料抗渣性能的影响 。结果表明 :1)糖 、硅酸钠复合加入对镁质干式振 动料抗渣性能不利 , 糖和硅酸钠加入量 (w)分别为 4%和 2%时相对最好 ;2)镁质干式振动料的渣蚀过程以渗 透为主 ;引入高铝矾土粉和 α-Al2O3 粉均可与镁砂 (MgO)高温下反应生成的尖晶石 (MA)可以显著提高干式振 动料的抗渣性能 。 关键词 干式振动料 , 中间包 , 环保型结合剂 , 抗渣性能
[ 2] 李友胜 , 郭江华 , 李楠 .中间包镁质 干式料用 结合剂的 研究 [ J] . 耐火材料 , 2007, 41(5):344 -347.
[ 3] 李芳 , 刘开琪 , 王秉军 , 等 .连铸中间包用环保型镁 质干式料的开 发 [ J] .耐火材料 , 2009, 43(5):374 -377.
SlagresistanceofMgObaseddryvibratingmixfortundish/ChengPeng, WangXitang, PengYuntao, etal// NaihuoCailiao.-2010, 44(5):359 MgO baseddryvibratingmixwaspreparedwithmedium gradesinteredmagnesia(3 -1, ≤1, ≤0.088 mm)asmainstartingmaterialandediblesugar-sodium silicateasbinder.Themassratioofaggregateand matrixis65 35.Theeffectsofadditives(highaluminabauxitepowderorα-Al2O3 powder)andsugarsodium silicatebinderonslagresistanceofthemixwereinvestigatedbythestaticcruciblemethod.Theresultsshow that:(1)ediblesugar-sodium silicatebinderharmstheslagresistanceofMgObaseddryvibratingmix, andtheoptimum additionsofsugarandsodium silicateare4% and2%, respectively;(2)the mainslagcorrosionofthemixispenetration;highaluminabauxiteandα-Al2 O3 inthematrixcanimprove theslagresistance, whichmainlyattributestotheformationofspinel. Keywords:Dryvibratingmix, Tundish, Environmentalfriendlybinder, Slagresistance Author' saddress:WuhanResearchInstituteofMetallurgyConstructionCo., Ltd.ofMCC Group, Wuhan 430081, Hubei, China
中间包镁质干式料用结合剂的研究
中间包镁质干式料用结合剂的研究李友胜;郭江华;李楠【期刊名称】《耐火材料》【年(卷),期】2007(41)5【摘要】首先将电熔镁砂(≤0.088 mm)分别与低温结合剂(分别为沥青、蔗糖、石蜡、松香、酚醛树脂)和中温结合剂(分别为三聚磷酸钠、九水硅酸钠、六水氯化镁、硼酸、十水硼砂和硼酸盐玻璃)按95:5的质量比混练均匀,以120 MPa的压力干压成型为φ36 mm×36 mm的试样,分别在300℃2 h、1 000℃3 h、1 450℃3 h、1 500℃3 h和1 600℃3 h条件下热处理后测量其显气孔率、体积密度和耐压强度,以评价这些结合剂的结合性能和促烧结性能,并评价了其环保性;然后,在上述试验的基础上分别采用沥青-硼酸盐玻璃、松香-硼酸盐玻璃和酚醛树脂-硼酸盐玻璃3种复合结合剂按镁质干式料的配方制备成镁质干式料试样,分别在200℃2 h、1 100℃3 h和1 500℃3 h条件下热处理,测量试样热处理后的永久线变化率、显气孔率、体积密度和耐压强度等常温物理性能.结果表明:采用酚醛树脂、沥青和松香为结合剂时,镁质材料300℃2 h热处理后的耐压强度较高;而采用硼酸、十水硼砂和硼酸盐玻璃为结合剂时,镁质材料1 000℃3 h热处理后的耐压强度较高,硼酸和硼酸盐玻璃能明显促进镁质材料的高温烧结;使用5%松香-4%硼酸盐玻璃作为复合结合剂制备的镁质干式料具有较好的常温物理性能和环境友好性.【总页数】4页(P344-347)【作者】李友胜;郭江华;李楠【作者单位】武汉科技大学高温陶瓷与耐火材料湖北省重点实验室,武汉,430081;山东中齐耐火材料有限公司;武汉科技大学高温陶瓷与耐火材料湖北省重点实验室,武汉,430081【正文语种】中文【中图分类】TQ17【相关文献】1.中间包用镁质干式料烧结性能的研究 [J], 肖明华2.中间包镁质干式振动料抗渣性能研究 [J], 程鹏;彭云涛;谢大勇;王玺堂3.中间包用环保型镁质干式料的研究 [J], 吴锋;李志坚;王继虓;李心慰;徐娜;游杰刚4.中间包镁质干式振动料抗渣性能研究 [J], 程鹏;王玺堂;彭云涛;谢大勇5.中间包镁质干式振动料蚀损机理研究 [J], 钱跃进;高里存;蒋明学;邹明因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
环保中间包镁质干式料的研制与使用
１ ・ ０
ＲＥ ＲＡＣ ＯＲＩ Ｓ ＆ Ｕ ＭＥ Ｆ Ｔ Ｅ
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Ｖｏ＿３ Ｎｏ５ ｌ ３ ．
环保 中间包镁 质干式料 的研 制与使 用
贾江议 郑 茜 刘 汉辉 ４ １０ ： ７ ０ ３ （ ． 南科 技 大 学材 料科 学 与工程 学 院 ，洛 阳 １ 河 ２郑 州金 科 炉料 有 限公 司 ．郑州 ． ４ １０ ） ５ ０ ３
Ｊ ａ ｇｉ Ｚ ｅ ｇＱａ 。 ＬｕＨ ｎ ｕ＂ ｉＪ ｎｙ￣ ｈ ｎ ｉ Ｊ ｉ ａ ｈｉ ａｉ ） ｎ ） （． ａｅ ａ Ｓ ｉ ｃ ｎ ｎｉｅｒ ｇＣ ｌ ｇ ｅａ ｎ ｅｓ ｙ ｆ ｉ ｃ ｄＴ ｃ ｎｌ ｙ Ｌ ｏａｇ４ １０ ， ｈｎ ； １ Ｍ ｔｒ ｌ ｃｅ ｅａｄＥ ｇ ｅ ｎ ｏ ｅｅ ｆ ｎ ｎＵ ｉ ｒｔ ｏ ｅ ｅａ ｅｈ ｏ ｇ ， ｕ ｙｎ ７ ０ ３ Ｃ ｉａ ｉ ｎ ｎ ｉ ｌ ｏＨ ｖ ｉ Ｓ ｎ ｎ ｃ ｏ
降低 。适 用 于 任何 气 候 条 件 下 施 工 。是 较 为 理 想
的 中 间包 工 作 衬材 料 。 主要 缺 点 是 干 式 料 用 的结
为含 Ａ ２ ３ ｌ 的合 成原 料 。 ｏ
．
骨 料 与基 质 料 的质 量 比为 ６ ：３ 。 其 中骨 料 ５ ５
合 剂 含 有一 定 量 的 甲醛 和游 离 酚 。在 烘 烤 和使 用 过 程 中 能 产 生 有 害 烟气 ，危 害环 境 和 职 工 身 体 健
包 括 ５ ３ ｍ、３ ｌ ｍ 和 １ Ｏ —ｍ ～ｍ ～ ｍｍ 三 级 颗 粒 级 配 ；
基 质 料８ ｍ
康 ；酚 醛 树 脂 碳 化后 的残 碳 还 导 致 钢 水 增 碳 的 问
１ 前 言
混凝土材料中的添加剂对性能影响研究
混凝土材料中的添加剂对性能影响研究一、引言混凝土是一种广泛应用的材料，它具有强度高、防火、耐久性好等优点，但是它也存在一些缺点，如易龟裂、易变形等。
为了满足工程对混凝土材料的性能需求，研究人员不断地探索新的混凝土材料添加剂，以改善混凝土材料的性能。
本文对混凝土材料中添加剂对性能的影响进行了综合研究。
二、混凝土材料添加剂的种类1. 水泥添加剂水泥添加剂是指在水泥中加入一定数量的化学物质，以改善水泥的性能。
常见的水泥添加剂包括膨胀剂、减水剂、缓凝剂、加速剂、防水剂等。
2. 矿物掺合料矿物掺合料是指将一些非金属矿物掺入到混凝土中，以改善混凝土的性能。
常见的矿物掺合料包括煤矸石粉、粉煤灰、硅灰等。
3. 高分子添加剂高分子添加剂是指将一些高分子化合物加入到混凝土中，以改善混凝土的性能。
常见的高分子添加剂包括聚丙烯纤维、聚乙烯纤维等。
4. 纳米材料纳米材料是指粒径在10-9m以下的材料，它们具有很高的比表面积和活性，可以改善混凝土的性能。
常见的纳米材料包括纳米氧化硅、纳米氧化铝等。
三、混凝土材料添加剂的影响1. 水泥添加剂对混凝土性能的影响（1）膨胀剂膨胀剂能够在水泥水化反应过程中产生气泡，从而使混凝土中的孔隙率增加，减少混凝土的密度，提高混凝土的保温性能和抗冻性能。
（2）减水剂减水剂能够降低混凝土的黏度，使混凝土更易于流动，从而提高混凝土的工作性能和抗渗性能。
（3）缓凝剂缓凝剂能够延缓水泥水化反应的速度，从而使混凝土的凝固时间延长，便于施工，同时也能够提高混凝土的强度和耐久性。
（4）加速剂加速剂能够促进水泥水化反应的速度，从而缩短混凝土的凝固时间，提高混凝土的强度和早期强度。
（5）防水剂防水剂能够形成一层保护膜，防止水分渗入混凝土中，从而提高混凝土的耐久性和防水性能。
2. 矿物掺合料对混凝土性能的影响（1）煤矸石粉煤矸石粉能够填充混凝土中的孔隙，降低混凝土的孔隙率，提高混凝土的密实度和强度。
（2）粉煤灰粉煤灰能够提高混凝土的耐久性和抗冻性能，同时也能够减少混凝土的收缩和龟裂。
混凝土中添加剂对混凝土性能的影响分析方法
混凝土中添加剂对混凝土性能的影响分析方法一、背景介绍混凝土是一种广泛应用的建筑材料，具有良好的力学性能、抗压强度、耐久性和耐腐蚀性。
然而，混凝土的性能受到许多因素的影响，例如原材料的质量、配合比、施工工艺等。
为了改善混凝土的性能，人们研究并使用各种混凝土添加剂。
添加剂可以改善混凝土的性能，提高其强度和耐久性，降低使用成本等。
二、添加剂的分类混凝土添加剂根据其功能可分为以下几类：1. 水泥添加剂：如矿物掺合料、矿渣粉、硅灰等，可以改善混凝土的强度、耐久性和抗裂性能。
2. 减水剂：可以降低混凝土的水灰比，提高混凝土的流动性和减少混凝土收缩。
3. 强化剂：包括增强剂、早强剂和缓凝剂，可以改善混凝土的强度和早期强度。
4. 防水剂：可以提高混凝土的防水性能和耐久性。
5. 其他添加剂：如气泡剂、颜料等，可以改善混凝土的性能和美观度。
三、添加剂对混凝土性能的影响分析方法添加剂对混凝土性能的影响分析是混凝土工程中重要的研究内容。
下面介绍几种常用的方法：1. 实验法：通过制备混凝土试件，添加不同种类和不同用量的添加剂，进行性能测试，如抗压强度、抗折强度、渗透性、耐久性等指标。
通过实验结果分析添加剂对混凝土性能的影响。
2. 监测法：在混凝土工程施工过程中，对添加剂的使用情况和混凝土性能进行实时监测，如混凝土强度、混凝土收缩、混凝土渗透等指标。
通过监测结果分析添加剂对混凝土性能的影响。
3. 理论分析法：通过混凝土材料的理论计算和模拟，分析添加剂对混凝土性能的影响机理和规律。
如通过水泥水化反应的理论分析，分析矿物掺合料对混凝土强度的影响规律。
四、添加剂应用注意事项在混凝土工程中使用添加剂时，需要注意以下几点：1. 添加剂的质量应符合国家标准要求，且应与混凝土材料相适应。
2. 添加剂应按照一定的比例和用量添加，过量使用会影响混凝土的性能。
3. 添加剂的使用应遵循工程设计和施工规范，不能随意添加或替代。
4. 添加剂的使用应进行实时监测，确保混凝土的性能符合设计要求。
氧化锆添加量对镁质耐火材料性能的影响分析
氧化锆添加量对镁质耐火材料性能的影响分析摘要：镁质耐火材料具备极高的耐火效果，当前主要运用在冶炼钢铁等行业。
但由于其易水化，稳定性不足，需要结合其他材料对其进行处理。
基于此，本文详细分析氧化锆的不同添加剂量，对镁质耐火材料产生的不同效果，进而选出耐火材料的最佳性能效果，为相关部门提供参考意见。
关键词：氧化锆；镁；镁质耐火材料引言：镁质耐火材料主要是将镁石作为主要原料，构成一种十分耐火的碱性材料。
通常此类材料耐火性能达到2000摄氏度以上，并具备极强的抗腐蚀性。
同时，由于稳定性不好以及易水化，需要结合不同材料，提升稳定性。
1实验准备开展实验需做好以下两方面准备：一方面，为实验原材料准备。
此实验主要原料为菱镁矿，作为镁质耐火材料实验样品，氧化锆使用为单斜氧化锆作为重点的脱硅锆晶型，分析纯使用无水乙醇化学式为C2H6O，以及聚乙烯醇缩丁醛化学式为PVB。
另一方面，对实验试样进行制备。
首先，将块状类菱镁矿进行煅烧，通常需要在880摄氏度中保持3小时煅烧，完成后，将块状菱镁矿进行研碎与粉磨，需达到0.074毫米（200目），此过程使用分析筛进行筛分，以此制备成实验所需的细粉状轻烧菱镁矿。
其次，实验需要结合不同配方，制定菱镁矿和氧化锆的混合材料，按照试验标准，可将脱硅锆的不同程度质量分数设置为0、5%、10%、15%、20%，分别标注为Z0、Z5、Z10、Z15、Z20。
进行实验前，取100克混合物并加入2克聚乙烯醇缩丁醛与8克无水乙醇，运用湿法球磨将混合物混合均匀，然后，将混合物放置在55摄氏度保温干燥箱中进行15小时烘干，借助玛瑙研钵将实验样品粉磨到能够可以通过0.15毫米（100目）的分析筛。
接下来运用电动制样相关机械，让实验样品在220MPa的大气压力下存放25秒时间，促使样品压制成大小为35mm×20mm的实验样品。
最后，将样品放置在120摄氏度的干燥箱中进行15小时烘干处理，并将其在高温的实验火炉中进行3小时高温烧制，在火炉的逐渐冷却到室温情况过程内，对其进行详细分析检测处理。
SiO2微粉加入量对铝镁质捣打料性能的影响
１ ． ２ 试 样制 备 按 表 １配 比配料 ， 放人 对辊 式混 料机 内干混 ５ ｈ ，
然 后置 于 ６ ５ ０ ｌ ｎ ｍ ｘ ６ ０ ｍ ｍ 容 器 中捣 打 成 型 ， １ １ ０ ｏ Ｃ
保温 １ ２ ｈ干燥 ， 最后于 １ ６ ０ ０ ｏ Ｃ 保温 ３ ｈ 烧成。
铝镁 质捣 打料性Hale Waihona Puke 能 的影 响 。 １ 试 验
１ ． １ 试验原料
以粒度 分别 为 ５— ３ 、 ３～１ 、 ≤１和 ≤０ ． ０ ７ ４ ｎ ｌ ｍ 的 ４种 电熔 白刚 玉和 粒度 ≤０ ． ０ ８ ８ ｍ ｍ 的 电熔 镁 砂 细粉
为 主要原 料 ， 以分 析纯 Ｓ ｉ Ｏ 微粉 和 一 Ａ １ ： ０ 微 粉 为 添
粒 度 ≤Ｏ ． ０ ８ ８ ｍ ｍ 的 电熔镁 砂 细粉 为主要 原料 ， 以分析 纯 Ｓ ｉ Ｏ 微粉 和 Ｏ Ｌ ． Ａ １ ０ 微 粉 为 添加 剂 ， 制 备 了铝镁 质 捣
打 料 。研 究 了 Ｓ ｉ Ｏ 微 粉加 入 量 （ 质 量分 数分 别 为 １ ％、 ２ ％、 ３ ％、 ４ ％、 ５ ％） 对 铝 镁 质捣 打 料 的 烧后 线 变化 率 ， 烧
后 试样 的显 气孔 率 、 体 积 密度 、 常 温耐压 强度 、 物相 组 成等 的 影 响。 结果 显 示 ： 随着 Ｓ ｉ Ｏ 微 粉加 入 量 的 增 多， 铝
镁 质捣 打料 的烧后 线 变化 率逐 渐 减 小 ， 从 膨胀 １ ． ４ １ ％ 变化 至收 缩 １ ． ５ １ ％； 烧后 试 样 的显 气孔 率逐 渐减 小 ， 体 积
关键 词 ： 铝镁 质捣 打料 ； Ｓ ｉ Ｏ 微粉 ； 烧后 线 变化率 ； 显 气孔 率 ； 体 积 密度 ； 常温 耐压 强度 ； 物相 组成
基质组成对中间包干式振动料性能的影响
!% &" 抗渗剂对干式料抗渣渗透性能的影响 同时引入抗渗剂特级矾土和预合成尖晶石是为 了改善镁质耐火材料所固有的抗渣渗透性能差的缺 陷。由于镁质材料中 ’(! )& 含量应控制在 *+ , #$+ ［ -］ 范围内 ， 所以本试验在添加 .+ 特级矾土微粉的基 础上， 固定基质料总量不变， 调整尖晶石用量， 研究了 尖晶石加入量对干式料抗渣渗透性的影响， 结果见图 & 和图 / 。从 图 中 可 以 明 显 看 出， 尖晶石加入量为 !+ 的抗渣试样的渣渗透程度最小。因此， 本试验试 样的尖晶石适宜加入量在 !+ 左右。
图 )@ 固体酚醛树脂加入量对干式料耐压强度的影响 !"#$ ) %&’()*&+*, -’ ,-(". /0*&-("+ 1*,"& 2.."3"-&, -& +1),04 "&# ,31* -’ .15 6"7123"-& 823*1"2(,
分散在干式料基质中的固体酚醛树脂在加热过程中 先逐渐软化后固化， 到 .-+ 4 时完全固化， 将干式料 的骨料和基质粘结在一起， 形成具有一定强度的结合 体。随着固体酚醛树脂加入量的逐渐增加， 此结合体 的组织结构也不断优化， 到 *# 左右时组织结构达到 最佳， 再增加结合剂用量就会恶化结合体的组织结构 而使试样的强度开始下降。而经过) )++ 4 处理后的 试样， 由于此时酚醛树脂的结合作用失效， 所以当其 加入量大于 *# 后再增加用量， 试样的强度反而显著 降低。 ., .@ 中温烧结剂对干式料强度的影响 由于低温结合剂酚醛树脂到中温时已失去结合 作用， 且所用镁质材料又难以烧结， 因此引入中温烧 结剂 （ 硼砂或氟化钠或六偏） ， 以保证浇钢前中间包 干式衬经中温 （ ) +++ 4 以上） 烘烤后有一定的强度。 图 . 分别示出了加中温烧结剂的第二组试样经 ) )++ 4 处理后的常温耐压与抗折强度。 从图 . 中可以看出： 随着硼砂加入量的增加， 经 ) )++ 4 处理后试样的强度逐渐提高， 但加入量增至 .# 时耐压强度开始降低； 随着氟化钠加入量的增加， 强 试样的耐压强度逐渐增加， 但由 )# 增到 ), -# 时， 度又开始下降； 随着六偏加入量的增加， 试样的耐压 强度先增后降， )# 时最高； 三种烧结剂对抗折强度的 影响趋势与耐压强度的基本相同， 而且从强度的绝对 数值上来看， 掺加硼砂的试样最高， 氟化钠的次之， 六 偏的最小。 可见， 本试验所选用的 ( 种烧结剂在 ) )++ 4 下 均能使试样基质出现液相而促进其烧结， 从而使试样 获得一定的中温烘烤强度。上述试验结果表明， 当硼 砂、 氟化钠和六偏的加入量分别为 ), -# 、 )# 、 )# 时， 试样的烧后强度最高， 对干式料的促烧效果最好， 而且 ( 种烧结剂的促烧作用由强到弱是： 硼砂 B 氟化 钠 B 六偏。
添加剂对中间包镁质干式料性能的影响
·耐火材料·添加剂对中间包镁质干式料性能的影响贾江议1 陈卫强2 刘汉辉3(1.河南科技大学材料科学与工程学院,洛阳471003;2.中冶京诚工程技术有限公司,北京100176;3.郑州金科炉料有限公司,郑州450001)摘 要 以电熔镁砂为主要原料,研究了添加剂二氧化硅微粉和烧结剂加入量对镁质干式料性能的影响。
结果表明,当二氧化硅微粉的加入量为2%～4%、烧结剂六偏磷酸钠加入量为1%～2%时,研制的干式料性能优良、施工方便,现场使用可满足中间包的要求。
关键词 干式料,电熔镁砂,中间包中图分类号 T F576.4 文献标识码 AE f f e c t o f a d d i t i o n s o np r o p e r t i e s o f d r y m a g n e s i t e r e f r a c t o r y o f t u n d i s hJ I AJ i a n g y i1,C H E NW e i q i a n g2,L I UH a n h u i3(1.C o l l e g e o f M a t e r i a l S c i e n c e＆E n g i n e e r i n g,H e n a n U n i v e r s t i t y o f S c i e n c e＆T e c h n o l o g y,L u o y a n g471003;2.C a p i t a l E n g i n e e r i n g＆R e s e a r c h I n c o r p o r a t i o n L i m i t e d,B e i j i n g100176;3.J i n k e C h a r g e M a t e r i a l C o.,L t d.,Z h e n g z h o u450001)A B S T R A C T T h e e f f e c t o f a d d i t i o n s o np r o p e r t i e s o f t h e d r y m a g n e s i t e r e f r a c t o r y w a s i n v e s t i g a t e dw i t h f u s e d m a g n e s i t e a s m a i n r a w m a t e r i a l s,m i c r o s i l i c a a n d s i n t e r i n g p r o m o t e r a s a d d i t i o n s.T h e e x p e r-i m e n t s h o w s t h a t t h e d r y m a g n e s i a r e f r a c t o r y h a s c h a r a c t e r i s t i c s s u c h a s c o n v e n i e n c e c o n s t r u c t i o n a n dg o o d p r o p e r t i e s w h e na d d i t i o nm i c r o s i l i c a i s2%～4%,h e x a m e t a p h o s p h a t e1%～2%.I t c a n s a t i s f yt h e a p p l i c a t i o n r e q u i r e m e n t s o f t u n d i s h.K E Y WO R D S d r y r e f r a c t o r y,f u s e d m a g n e s i t e,t u n d i s h 近年来,随着中间包快速更换水口技术的迅速推广,中间包使用寿命获得大幅度的提高,这就对中间包工作衬的性能提出了更高的要求。
洁净钢用镁质干式料的研制与影响因素分析
ｄｒ ａ ｎｅ ｉ ｅ ｒ ｃ ｏ ｙ ｆ ｒ ｃｅ ｎ ｔ ｅ ｙ ｍ ｇ ｓａ ｒ ｆ ａ ｔ ｒ ｏ ｌａ ｓｅ ｌ
ＪａＪａ ｇ ｉ ｉ ｉｎ ｙ
（ ｎ ｎＵ ｉ ｒ ｔ ｏ ｃｅｃ ｎ ｅｈ ｏｏｙ Ｈｅａ ｎｖ ｓｙ ｆ ｉ ｅａ ｄＴ ｃ ｎ ｌ ） ｅ ｉ Ｓ ｎ ｇ
ｔｎ ｉｈ ｕ ｄｓ ． Ｋｅ ｗｏ ｄ ｄｅ ｔ ｅ ｄ ｇ ｅ ｉ ｅｒ ｃｏ ｂｎ ｅ ｓ ｔｎ ｉｈ ｙ ｒｓ ｎ ａ ｓｅ ｌ ｒ ｍａ ｎ ａ ｒ ｆ ｔｒ ｙ ｓ ａ ｙ ｉ ｄ ｒ ｕ ｄ ｓ
中间包 冶炼 技术是 连铸 工艺 的一个重 要组成
部分。中间包不仅可以降低钢水静压、保证连铸 过程平稳进 行 ，而且还要求具有 洁净 钢水 的功 能 … 。近 年 来 ，随着 中 间包 快 速 更 换 水 口技 术 的迅速推广 ，中间包使用寿命大幅度提高，这就 对中间包工作衬的性能提出了更高的要求。 目 前
Ａ ｓ ａｔ ｔ ｒｓｎ， ｈ ｐ ｌｎ ｒ ｍａｎｓ ｆ ｃ ｒ ｒ ｌ ｎｓ ｅ ｅｃｅｃ ，ｈ ｒ ｍ ｇ ｂｔ ｃ Ａ ｅｅ ｔ ｔｅａｐｙ ｇｄｙ ｇ ｅｉ ｒ ｒ ｔ ｙ ｏ ｅ ｅｌｓ ｆｉ ｙ ｔｅｄｙ ａ－ ｒ ｐ ｉ ａ ｅ ａ ｏ ｆ ｃ ａ ｔ ｉｄ ｉ ｎ
ｓｏ ｓｔａ ｔｅｍ ｇｅｉ ｄｙｒ ｒｃ ｒ ｈ ｈｒｃ ｒ ｔ ｓｓｃ ｓｇｏ ｒ ｅｔ ，ｃｎｅｉ ｃ ｎ ｈｗ ｔ ａｎ ｓ ｒ ｆ ｔ ａ ｃ ａ ｔ ｉ ｃ ｕｈ ａ ｏｄｐ ｐ ｒｅ ｏｖｎ ｎ ｅｃ ・ ｈ ｈ ａ ｅ ａｏ ｓ ｙ ａｅｓ ｉ ｏ ｉ ｓ ｅ ｏ ｓｕｔ ｎ ａｄｔｅａｅａｅｓｒ ｃ ｆ ｏ ａ ６ ．Ｉ Ｃ ａ ｈ ｐ ｈ ａｏ ｑｉ ｍ ｎ ｆ ｔ ｅ ｏ ， ｖｒｇ ｅｖ ｅｌｅｉ ｍ ｒ ｔ ｎ４ ｈ ｔ ａ ｓｄ ｌｔｅａ ｐ ｃｆｎｒ ｕｒ ｅ ｔ ｒ ｉ ｎ ｈ ｉ ｉ ｓ ｅｈ ｎ ｙ ｉ ｅ ｅ ｏ
中间包镁质干式料的研制
中间包镁质干式料的研制发表日期：2007-1-29 阅读次数：630近年来，随着高效连铸技术的快速发展，连铸钢坯质量的提高，中间包内衬采用耐火涂料或干式料的比例越来越高。
中间包干式工作衬一般采用镁质或镁钙质材料。
由于干式料为完全的干性，在低温使用时，镁砂颗粒之间没有烧结制品所具备的强度，颗粒之间只是靠低温结合剂的粘结作用形成整体。
在中高温使用时，由于镁质材料存在中温强度低的特点，需要添加适量的结合剂来提高其强度，以防止干式料坍塌。
因此，干式料用结合剂的选用非常重要。
根据干式料的施工特点，所使用的结合剂应具备以下特性：低温烘烤后强度大；中高温强度高；不污染钢水；不降低干式料的耐火性能。
山东中齐耐火材料公司的研究人员根据干式衬的使用要求，对不同的结合剂进行了对比试验，开发出了满足使用要求的干式料。
试验选用临界粒度为3mm的镁砂，外加5％的不同结合剂混合。
混合料采用干法压制成圆柱试样，成型试样经150℃×2h低温处理后冷却脱模，然后分别经300℃×lh、1000℃×3h、1500℃×3h热处理，然后检测其物理性能。
对于中间包干式料来说，适合采用的有机结合剂主要有沥青、酚醛树脂、松香、石蜡等。
对这几种结合剂的试验结果表明，酚醛树脂在三个试验温度下都具有良好的强度，可以保证干式料在低温加热处理后具有较高的强度以及较好的物理性能。
适合于干式料采用的无机结合剂主要有聚磷酸盐、固体水玻璃、氯化镁、硼玻璃、硼砂、普通玻璃等。
经过试验发现，使用硼玻璃的镁质材料在1000℃×3h、1500℃×3h处理后具有良好的强度。
这说明在中间包干式料中加入硼玻璃作为无机结合剂可以有效地解决中间包用镁质干式料中温强度偏低的问题，使其在使用过程中保持较高的中高温物理性能。
根据对各种结合剂的试验结果，山东中齐公司以镁砂为原料，加入酚醛树脂作为有机结合剂，以硼玻璃为无机结合剂，另外加入固化剂、硅微粉、磷酸盐等外加剂制成镁质干式料进行试验。
添加镁橄榄石颗粒对镁质中间包涂料性能的影响
镁质中间包耐火材料因具有优异的抗碱性渣侵 蚀性、良好的抗热震性，能满足长时间连铸的需要，因 此在钢铁及冶金工业领域具有广阔的应用前景 。 ［１－３］ 镁质原料中主要使用各种粒度的电熔镁砂和烧结镁 砂，近年来，由于矿产资源的保护和环保压力，导致镁 砂价格上涨。为了降低中间包耐火材料的成本和节 约资源，使用镁橄榄石部分替代价格较高的镁砂制备 中间包工作层，目前正引起高度关注 。 ［４－５］
颗粒和西峡不烧镁橄榄石颗粒替代其中的烧结镁砂
颗粒（３～１ｍｍ），配成含橄榄石的中间包涂料 Ａ１和
Ａ２，其化学组成如表 ２所示。将配制好的涂料在搅拌
机内先干混３ｍｉｎ，然后加水搅拌 ３ｍｉｎ，将搅拌好的
浇注料振动外形尺寸为 ７０ｍｍ×７０ｍｍ×７０ｍｍ、内孔尺
２ 结果与讨论
２．１ 常温物理性能 添加镁橄榄石对试样常温物理性能的影响如
图 ２所示。
图 １ 两种镁橄榄石原料的 ＸＲＤ图谱 Ｆｉｇ．１ＸＲＤ ｐａｔｔｅｒｎｓｏｆｔｗｏｆｏｒｓｔｅｒｉｔｅｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌｓ
以市售镁质中间包涂料 Ａ３为基础，保持涂料的
颗粒组成不变，分别用 ２０％（ｗ）的宜昌烧结镁橄榄石
成、显微结构和抗渣侵蚀性能的影响。 ０
１ 试验
１．１ 原料及试样制备
试验所用镁橄榄石原料为湖北宜昌产烧结镁橄
榄石和 河 南 西 峡 产 不 烧 镁 橄 榄 石，粒 度 均 为 ３～
１ｍｍ，其化学组成见表 １；ＸＲＤ分析（见图 １）表明，不
烧镁橄榄 石 主 要 由 蛇 纹 石、镁 铁 橄 榄 石 和 氧 化 铁 组
中间包涂料中镁质骨料所用的酸性和碱性结合剂
时 间 一 度关 系 以及 极 限 耐压 强 度 的 实 验 室实 验 。 温
・
３ ・ ２
ＲＥ ＲＡＣ ＯＲＩ ＆ Ｌ ＭＥ Ｆ Ｔ ＥＳ Ｉ
Ｄ ｃ ２ １ ｅ ． ００
Ｖ０ ． ５ Ｎｏ ６ Ｉ ３ ．
表ｌ
耐 火 材 料 用结 合 剂 的类 别
３１同体 有 机 和 矿 物 物 质 （１ ￥ ）的 机 械混 合 物 ． Ｓ＋２ ， 有 机 矿物 混合 物 机 复 合 物 的合 成
这 种 可修 补 炉衬 可 能 是 可修 平 、可 喷 补 或 可
喷 射 的 。 由于这 种 可 修 补 炉 衬 料 的 热膨 胀 系数 不
同于 永 久衬 ，因此 可 期 待 着 由于 收缩 率 不 同涂 层
很 容易 完成 去 渣壳 。
会 对 产 品 的性 能 和抗 腐蚀 性 有 很 大 的影 响 。 中间
化 剂 ） 的水 玻 璃 硬 化 混 合料 的机 理 的第 一 个 近 似 ．
值 可 以用 以下公 式表 示 ：
Ｎａ ０ ・ ｉ ・ Ｈ２ ２ Ｓ Ｏ２ ｎ Ｏ＋２ Ｏ ・ ｉ ＋ Ｏ— Ｃａ Ｓ Ｏ２ Ｈ２ 斗
Ｎ ２ ｍ ａ ｐ ｉ２ｎ ２ ＋ ｉ Ｈ ４ ａ ０・ Ｃ Ｏ・ ＳＯ ・Ｈ Ｏ Ｓ（ ） Ｏ
关 键 词 ：烧结 ；强度 ；Ｍ Ｏ；耐火材料 ｇ
中 图分 类 号 ： Ｑ ７． ３ Ｔ １５ １ ７
文献 标识 码 ：Ｂ
文章 编号 ：１７—７２（００ ６ ０３—６ ６３７９ ２ １）０—０ １０ 包 涂 料 必 须 具 有较 大 的气 孔 才 能 达 到 隔 热 。 钢 水
镁质浇注料烘烤后开裂原因
镁质浇注料烘烤后开裂原因
在工程施工过程中，镁质浇注料常常被用于制作耐火材料。
然而，有时候在烘烤后，我们会发现浇注料出现了开裂的情况。
那么，是什么原因导致了这种现象呢？
镁质浇注料的成分可能是开裂的一个重要原因。
镁质浇注料通常由镁粉、氧化镁和其他添加剂组成。
在配料的过程中，如果掺入的添加剂比例不当或者镁粉的质量不稳定，就容易导致浇注料的成分不均匀。
当浇注料在烘烤过程中受到热胀冷缩的影响时，不均匀的成分会导致内部应力集中，从而引发开裂现象。
烘烤过程中的温度控制也是影响镁质浇注料开裂的重要因素。
在烘烤过程中，温度的升降速度以及最高温度的控制都需要严格把握。
如果温度升降过快或者超过了浇注料的承受能力，就会引发内部应力的积聚，从而导致开裂。
另外，如果烘烤过程中温度不均匀，也会导致浇注料内部的应力分布不均，进而引起开裂。
施工过程中的操作技巧和施工环境也会对镁质浇注料的开裂产生影响。
如果施工人员操作不当，比如浇注料的压实程度不均匀、浇注过程中出现振动等，都会导致浇注料内部结构不稳定，从而增加开裂的风险。
同时，施工环境的湿度和温度也会对浇注料的开裂产生一定的影响。
湿度过高会导致浇注料中的水分蒸发不均匀，从而引发开裂。
镁质浇注料烘烤后开裂的原因主要包括成分不均匀、温度控制不当、操作技巧不当以及施工环境的影响。
为了避免这种情况的发生，施工人员需要严格控制浇注料的成分比例，合理控制烘烤过程中的温度变化，注意施工操作的规范性，以及提供一个适宜的施工环境。
只有在这些方面都做到位的情况下，我们才能够有效地避免镁质浇注料烘烤后的开裂现象，确保工程质量的稳定性和可靠性。
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·耐火材料·添加剂对中间包镁质干式料性能的影响贾江议1 陈卫强2 刘汉辉3(1.河南科技大学材料科学与工程学院,洛阳471003;2.中冶京诚工程技术有限公司,北京100176;3.郑州金科炉料有限公司,郑州450001)摘 要 以电熔镁砂为主要原料,研究了添加剂二氧化硅微粉和烧结剂加入量对镁质干式料性能的影响。
结果表明,当二氧化硅微粉的加入量为2%～4%、烧结剂六偏磷酸钠加入量为1%～2%时,研制的干式料性能优良、施工方便,现场使用可满足中间包的要求。
关键词 干式料,电熔镁砂,中间包中图分类号 T F576.4 文献标识码 AE f f e c t o f a d d i t i o n s o np r o p e r t i e s o f d r y m a g n e s i t e r e f r a c t o r y o f t u n d i s hJ I AJ i a n g y i1,C H E NW e i q i a n g2,L I UH a n h u i3(1.C o l l e g e o f M a t e r i a l S c i e n c e＆E n g i n e e r i n g,H e n a n U n i v e r s t i t y o f S c i e n c e＆T e c h n o l o g y,L u o y a n g471003;2.C a p i t a l E n g i n e e r i n g＆R e s e a r c h I n c o r p o r a t i o n L i m i t e d,B e i j i n g100176;3.J i n k e C h a r g e M a t e r i a l C o.,L t d.,Z h e n g z h o u450001)A B S T R A C T T h e e f f e c t o f a d d i t i o n s o np r o p e r t i e s o f t h e d r y m a g n e s i t e r e f r a c t o r y w a s i n v e s t i g a t e dw i t h f u s e d m a g n e s i t e a s m a i n r a w m a t e r i a l s,m i c r o s i l i c a a n d s i n t e r i n g p r o m o t e r a s a d d i t i o n s.T h e e x p e r-i m e n t s h o w s t h a t t h e d r y m a g n e s i a r e f r a c t o r y h a s c h a r a c t e r i s t i c s s u c h a s c o n v e n i e n c e c o n s t r u c t i o n a n dg o o d p r o p e r t i e s w h e na d d i t i o nm i c r o s i l i c a i s2%～4%,h e x a m e t a p h o s p h a t e1%～2%.I t c a n s a t i s f yt h e a p p l i c a t i o n r e q u i r e m e n t s o f t u n d i s h.K E Y WO R D S d r y r e f r a c t o r y,f u s e d m a g n e s i t e,t u n d i s h 近年来,随着中间包快速更换水口技术的迅速推广,中间包使用寿命获得大幅度的提高,这就对中间包工作衬的性能提出了更高的要求。
碱性干式振动料(简称干式料)以其抗侵蚀性好、使用寿命长且具有洁净钢水的作用而被普遍使用。
目前国内使用的中间包工作衬主要为镁质干式料,为固体树脂结合。
镁质干式料在使用时灰尘较大,且固体树脂在高温碳化后易导致钢水增碳[1],对产品质量不利。
针对上述情况,本文研究了在无需加固体树脂情况下,通过添加二氧化硅微粉和烧结剂来改善镁质干式料的使用性能,以避免使用树脂而易导致钢水增碳和环保问题。
1 实验内容 实验所用主要原料为电熔镁砂,添加剂为二氧化硅微粉、软质黏土和六偏磷酸钠,化学成分含量分析见表1。
以电熔镁砂为骨料和基质,骨料与基质料的质量比为65∶35。
其中骨料包括5～3m m、3～1m m和1～0m m三级颗粒级配;基质料包括粒径0.044m m和0.088m m两种细粉。
加入二氧化硅表1 原料的化学成分 %A l2O3M g O S i O2C a O F e2O3电熔镁砂0.4797.130.671.350.43二氧化硅93.151.35微粉黏土细粉44.1554.340.751.17微粉和烧结剂混合后,在160m m×40m m×40m m三联模中成形长方体试样;成形后将试样连同模具一起放入烘箱在100～150℃之间烘烤,冷却后脱模即可;然后将试样在450℃,3h,1000℃,3h和1550℃, 3h条件下加热处理。
测定试样热处理后的耐压强度,以评定试样的结合性能和烧结性能。
测定试样热处理前后的尺寸变化百分率,以评定试样的高温体积稳定性。
2 结果与讨论2.1 二氧化硅微粉的影响(1)二氧化硅微粉加入量对强度的影响加入黏土作结合剂主要是为了利用其在420℃分解产生的自由水与基质中的二氧化硅微粉结合形成-S i-O H基,提高材料强度[2]。
但其熔点低,在·42·连 铸 2008年第3期DOI:10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.2008.03.013高温下易形成液相,对材料的高温性能不利,加入量不宜过多。
以电熔镁砂为原料,固定黏土的加入量4%,二氧化硅微粉的加入量按:0%、2%、4%、6%、8%递增,实验结果如图1。
图1 耐压强度随二氧化硅微粉加入量的变化 可以看出:在450℃,3h 条件下,随着二氧化硅微粉加入量的增加,耐压强度逐渐升高。
在1000℃,3h ,二氧化硅微粉含量小于4%时,随着二氧化硅微粉加入量的增加,耐压强度逐渐升高;二氧化硅微粉含量大于4%时,随着二氧化硅微粉加入量的增加,耐压强度逐渐降低。
原因为:黏土中的高岭土矿物在加热过程分解释放出水[3](反应1)。
A l 2O 3·2S i O 2·2H 2O (高岭土)※A l 2O 3·2S i O 2(偏高岭石)+2H 2O(420℃)(1)硅微粉属于无定形S i O 2,遇水容易形成-S i -O H 基(即硅醇基)[4]。
在烧成过程中,随着温度的提高,硅醇基脱水聚合形成牢固的-S i -O-S i -结合的三维空间网络结构,加强材料的结合,有助于强度的提高。
而这种三维空间网络结构一直可持续到700℃[5],即在温度低于700℃时,随着硅微粉含量的增加,形成牢固的-S i -O-S i -结合的三维空间网络结构增多,材料强度逐渐升高。
所以在450℃,3h 条件下,随着二氧化硅微粉加入量的增加,耐压强度呈现逐渐升高的趋势。
在1000℃,3h 条件下,上述黏土分解出的偏高岭石860℃继续分解形成铝硅尖晶石和二氧化硅[6](反应2),分解形成的二氧化硅和加入的二氧化硅微粉在900℃时开始与M g O 反应形成镁橄榄石(反应3),产生体积膨胀。
在二氧化硅微粉加入量小于4%时,反应形成镁橄榄石的量相对较少,产生体积膨胀可以充填材料气孔,使材料结构致密化,提高材料强度。
当二氧化硅微粉含量大于4%时,反应形成镁橄榄石的量相对较多,产生体积膨胀较大,引起结构疏松,不利于材料的烧结致密化,反应引起耐压强度下降。
2(A l 2O 3·2S i O 2)(偏高岭石)※2A l 2O 3·3S i O 2(莫来石)+S i O 2(860℃)(2)M g O +3S i O 2※2M g O ·S i O 2(镁橄榄石)(900℃)(3)因此,本实验中二氧化硅微粉的合适加入量为4%～6%。
(2)二氧化硅微粉加入量对线变化的影响二氧化硅微粉加入量对线变化的影响如图2。
图2 烧后线变化随二氧化硅微粉加入量的变化 可以看出,在450℃,3h 条件下,随着二氧化硅微粉加入量的增加,烧后线变化出现收缩(负值),变化幅度不大,整体收缩呈增大趋势。
因为在450℃,3h 条件下,材料内部只发生黏土中高岭土矿物的脱水和-S i -O H 基(即硅醇基)的形成,脱水会引起材料收缩,但由于黏土量是定值,所以收缩的变化幅度不大。
整体收缩呈增大的趋势可能是因为随着二氧化硅微粉加入量的增加,形成的-S i -O H 基(即硅醇基)增多,硅醇基脱水聚合形成的-S i -O -S i -的三维空间网络结构增多,导致材料间的作用力增大,从而引起线变化呈增大趋势。
在1000℃,3h 条件下,烧后线变化均膨胀,当二氧化硅微粉含量小于2%时,随着二氧化硅微粉加入量的增加,烧后膨胀逐渐减小。
当二氧化硅微粉含量大于2%时,随着二氧化硅微粉加入量的增加,烧后膨胀逐渐增大。
在二氧化硅微粉含量小于2%时,黏土脱水引起的收缩占主导因素,反应形成的镁橄榄石量相对较少且又充填在材料的气孔内,材料的体积膨胀效应不明显,整体表现为膨胀逐渐减小;二氧化硅微粉含量大于2%时,黏土脱水引起的收缩不变,而反应形成镁橄榄石的量逐渐增多,体积膨胀效应逐渐占主导因素,引起烧后膨胀逐渐·43· 耐 火 材 料增大。
因此,本实验中二氧化硅微粉的合适加入量为2%～4%。
2.2 烧结剂对干式振动料性能的影响烧结剂的作用主要是促进材料烧结,提高材料的中温和高温强度,以便中间包在1000℃左右烘烤后能够承接钢水的冲击力,1550℃高温时能阻止熔渣的渗透。
以电熔镁砂为主要原料,结合剂黏土的加入量4%,二氧化硅微粉加入量5%,分别选取三种烧结剂,测量其1000℃,3h和1550℃,3h热处理后耐压强度和1550℃,3h热处理后线变化,结果如表2。
表2 烧结剂对试样性能的影响烧结剂加入量/%耐压强度/M P a烧后线变化/%1000℃,3h1550℃,3h1550℃,3h11127-0.21六偏磷酸钠21430-0.3531835-0.511520-0.15三聚磷酸钠2725-0.3031127-0.3111530-0.65硅酸钠22136-0.9132237-1.21 从表2可知,烧结剂的作用强弱为:硅酸钠>偏磷酸钠>三聚磷酸钠。