目前, 刚玉自流浇注料多用于钢包砌筑时的填缝料或修补料。作为填缝料填充在钢包包底砖与透气砖或座砖四周, 包底砖与透气砖或座砖的高温热膨胀率不一致, 填充自流料能够防止高温时不同膨胀率产生剪切应力而导致透气砖或座砖的横裂。为了降低成本, 提高产品的性价比, 刚玉自流料多采用再生刚玉作为骨料, 但是也会造成刚玉自流料的重烧线变化率变大, 强度等降低。硅微粉由于具有微米级粒径、活性高等优点而大量应用于浇注料中。其是一种球状非晶态物质, 具有良好的分散性, 能够填充气孔, 并且高温时与α-Al2O3反应生成莫来石, 有望提高浇注料的高温性能。本试验中, 加入少量的硅微粉来调节刚玉自流料的性能指标。 主要原料有钢包再生刚玉 (8~5 mm、5~3 mm、3~1 mm、1~0 mm) , 电熔棕刚玉 (3~1 mm、≤1 mm) , 电熔白刚玉 (≤0.074 mm) 、α-Al2O3微粉 (d50=1.82 um) 、赛卡71水泥。主要原料的理化指标如表1所示。 按照表2进行配料, 外加适量减水剂, 置于搅拌锅内, 干混均匀后加入适量清洁自来水继续搅拌, 待搅拌充分后, 分别浇注成尺寸为40 mm×40 mm×160mm的常规试样。模内自然养护24 h后, 经110℃烘干24 h后, 再分别经110℃×24 h和1 550℃×3 h处理。另取部分混合料浇注成型为外部尺寸70 mm×70 mm×70 mm、内孔尺寸Φ30 mm×35 mm的坩埚, 经110℃干燥24 h后, 在坩埚孔中加入35 g钢包渣, 之后在1 550℃热处理3 h后沿最大径切开, 观察试样的抗渣情况。钢渣化学成分见表3。
按照YB/T 5200-1993检测试样的显气孔率和体积密度, 按照YB/T 5203-1993检测试样的重烧线变化率, 按照YB/T 5201-1993检测试样的常温耐压强度和抗折强度。将抗渣试验后的试样坩埚沿内孔最大径切开, 沿试样的侵蚀、渗透边缘画直线, 直线连接起来是类似梯形的形状, 测量试样的梯形抗渣侵蚀面积和渗透面积, 并以空白试样0号的侵蚀面积和渗透面积为100%, 将1、2、3、4分别换算出侵蚀指数和渗透指数。用蔡司EVO18钨灯丝扫描电镜观察试样1 550℃×3 h处理后的抗折断口形貌。 2.1 硅微粉加入量对刚玉自流浇注料常温强度的影响 不同温度处理后的试样的常温抗折强度及耐压强度如图1、图2所示;试样的1 450℃×1 h的热态抗折强度如图3所示。由图1、图2可以看出, 少量硅微粉的加入使刚玉自流浇注料的110℃及1 550℃烧后试样的强度缓慢提高, 并且在加入量为0.3%时到强度最大值。由图3可以看出, 硅微粉的加入导致了试样热态抗折强度的降低, 当加入量为0.3%时有所回升。
硅微粉具有良好的分散性, 常温状态下其表面的断键遇水会形成Si-O-Si键结合的网状链式结构, 增加常温强度。随着其加入量的继续增加, 破坏了有机减水剂的作用, 使加水量有所增加, 导致常温试样的气孔增多, 从而降低了刚玉自流料的烘干强度。硅微粉在中温的时候会开始产生液相, 促进烧结, 使试样的高温强度增加;当加入过量时, 过多的液相又会导致高温强度下降。由于高温状态下, 液相还没有完成烧结, 从而导致了热态强度的降低。 由图4可以看出1 550℃保温3 h重烧线变化率随着硅微粉的加入量的增加线膨胀减小。这是因为硅微粉在中温的时候会开始产生液相, 促进烧结, 线收缩率增加。
由图5及表4可以看出, 硅微粉的加入提高了刚玉自流浇注料的抗渣侵蚀及渗透的能力, 硅微粉产生的液相会填充试样内部的气孔, 促进烧结,
使试样颗粒间、基质与颗粒之间、基质内部结合的更加紧密, 提高试样的致密度, 减少了钢渣沿颗粒间及基质内部气孔的侵蚀及渗透, 从而提高了其抗渣性。
试样1 550℃保温3 h处理后的试样断口SEM照片如图6所示, 加入0.3%的硅微粉的试样相对未加硅微粉的试样结构更加致密, 说明硅微粉的加入产生的液相能够促进刚玉自流浇注料的高温烧结, 更加证明了硅微粉的加入改变了刚玉浇注料的显微结构, 从而提高了试样的烘干后强度、高温烧结强度、抗渣性等性能。
(1) 适量硅微粉的加入可以提高刚玉自流浇注料的烘干强度及高温烧后强度。当加入量为0.3%时, 强度最大。但是会降低刚玉自流浇注料的热态抗折强度, 并且加入量为0.3%时强度有所回升。
(2) 适量硅微粉的加入可以减小刚玉自流浇注料的高温热膨胀, 降低线变化率。 (3) 适量硅微粉的加入可以提高刚玉自流浇注料的抗渣性。
全部商品分类
易耐网公众号