添加尖晶石、方镁石和白云石的高铝耐火浇注料的常温机械性能VIP免费

2009年6月第34卷第3期耐火与石灰·39·添加尖晶石、方镁石和白云石的吉晕口同事口耐火浇注料的常温机械性能摘要：耐火浇注料的常温机械性能是耐火成分结构设计中选择合适的施工方法考虑的关键参数。本文通过添加合成尖晶石、方镁石和白云石三种途径制备的位于AJ’03一Mso—CaO三元相平衡图中富铝区域的高铝浇注料，研究了浇注料与其基质的两种机械性能，即分析了在不同热处理温度下的常温抗折强度和弹性模量。从室温到1000℃，耐火材料在单轴拉力和压力方式下，因为微裂纹网络的破坏显示出复杂的非线性应力一应变性能，大于1003℃时，由于短暂的液相出现，铝酸钙水泥相(如CA：、C氏)和自形成尖晶石相(含方镁石或白云石)结晶，耐火浇注料开始烧结，在更高的烧成温度下。烧结过程使得机械性能增强。关键词：耐火浇注料；机械性能；尖晶石；方镁石；白云石；浇注料中图分类号：TQl75．12文献标识码：A文章编号：1673—7792(2009)03—0039—051前言耐火材料工业生产的主要部件用于如钢铁、氧化铝和其他有色金属．包括玻璃、水泥、陶瓷、化工、石化等的基本材料的生产。常温机械性能如强度、弹性模量、断裂强度等是选择耐火材料种类和设计耐火材料组成主要考虑的因素。自20世纪90年代。因不定形耐火材料代替定型耐火材料使用量增加已成为普遍的事实。特别是在钢铁生产中．如铁水包、中间包内衬等，尤其是含有尖晶石的浇注料使用得越来越频繁。许多耐火材料，在常温与高温下，其机械外力与其作出的反应之间表现了非线性关系，耐火材料的断裂行为不能仅用线性裂纹力学来评价。用于金属和功能陶瓷的线性裂纹力学检测方法和原理不能用于耐火浇注料。这是因为传统的连续力学模型是线性的。浇注料常温机械性能依赖于颗粒堆积质量和水化物的形成。铝酸钙水泥含有多种物相。这些物相因配比、活性氧化铝的出现、粒度组成等因素的影响。具有不同的水化速度。由于使用水泥的种类、数量的改变。粒度分布的任何变化都可以使浇注料的常温机械性能发生显著的改变。铝酸钙水泥(CAC)有三个水合相：C。2A7、CA和CA：，一水合铝酸钙(cA)是其主要组成部分．它的水合过程源于沉淀一溶解机理。当与水接触时，CA开始溶解，使水中Ca+和A104-饱和。当水中的离子达到饱和后，由于温度作用．许多六方和立方水合物结晶。这种结构是浇注料(通常指沉淀)产生硬化和改善其室温机械性能考虑的主要因素。在20℃左右产生的第一个水合产物是亚稳定性的水化物(CAH地，C2AH。)和氧化铝凝胶(AHn)，从热力学变化看，这两个水化物形成稳定的水合物CAH6，而氧化铝凝胶结晶成为三水铝石(Y—AH3)。．本文的目的是研究：(1)A1203一MgO—CaO三元相图中富铝区浇注料的常温机械性能(弹性力学模量和抗折强度)；(2)在400。C～1600。C烧成温度下。机械性能和相转变之间的关系。2试验过程制备的三类浇注料概述如下：(1)尖晶石含量分别为5％、10％、15％和20％的浇注料(8D类)；(2)添加镁砂的浇注料(8DM类)；(3)白云石添加量分别为5％、10％、15％和20％的浇注料(PKDOL类)。在8D类浇注料中，添加方镁石以确保高温下(1650。C)达到平衡后，最终形成的尖晶石含量为5％、lO％、15％和20％。在PKDOL类浇注料中，只有PKDOL5％浇注料与8D5％和8DM5％浇注料最终具有相同的尖晶石含量，而其它的则与图l中Al：03一MgO—CaO三元相图中的组成具有类似的镁砂含量。所有的机械性能通过测试尺寸25mmx25mmx万方数据·40·REFRACTORIES&LIMEJun．2009V01．34No．35110‘I获。．_舻J20j图1(A)她03一MgO-CaO三元相平衡图；(B)富铝区；(C)设计的组成在富铝区的位置150mm的三个试样。计算其平均值而获得。相变与温度的函数关系是利用30mA、40KV条件下的CuKct散射器激发的X射线(西门子D5000)衍射进行研究的，热处理后，分析的试样具有类似的基质(颗粒<125t．tm)。试样弹性模量的测定在抗折模型上用共振法测试。在室温下进行抗折强度试验时，试样需在不同温度(400—1600"12)下经过热处理，在最高温下保温12h。试样在三点抗弯装置上进行，跨距为27．5mm，分析试样时，试样在测试设备(模型8562)上的加载速度为13N·s一．为了获得更加精确的机械性能，在有些时候使用了应力...