288�NAIHUOCAILIAO/耐火材料2010/4中间包永久衬用MgO-SiO2-H2O结合矾土基浇注料的研制罗志勇�刘开琪�刘永锋�杨粉荣钢铁研究总院特种陶瓷与耐火材料研究室�北京100081摘�要�以二级矾土熟料和特级焦宝石为主要原料,以电熔镁砂细粉和硅灰作结合剂,配制中间包永久衬浇注料。研究了电熔镁砂细粉和硅灰用量对MgO-SiO2-H2O结合浇注料物理性能的影响。结果表明:在硅灰和镁砂细粉的质量分数分别为4%时,该浇注料试样经110�24h烘干和1100、1400�保温3h热处理后的冷态耐压强度分别达99.0、138和156MPa,1100�水冷热震3次后的抗折强度保持率为46%,耐压强度保持率为89%,上述性能均优于同材质低水泥结合高铝质浇注料的。关键词�中间包,MgO-SiO2-H2O结合系统,浇注料,抗热震性,耐压强度��自20世纪80年代以来,国内外充分研究了Al2O3-MgO-SiO2系材料高温结构和性能的变化,发现采用MgO-SiO2-H2O结合体系可使耐火材料获得良好的性能[1-3];20世纪90年代,MgO-SiO2-H2O结合MgO-Al2O3系钢包内衬浇注料得到了广泛应用[4],但MgO-SiO2-H2O结合体系用于中间包永久衬浇注料不常见。将镁砂细粉加入到高铝质中间包浇注料基质中,在高温下原位生成镁铝尖晶石和镁橄榄石[5],不仅能提高浇注料的强度、抗热震性和抗侵蚀性能[6],而且由于基质中的Al2O3和SiO2消耗,防止其与镁质工作衬的过度烧结,可提高中间包永久衬的使用寿命。因此,将MgO-SiO2-H2O结合体系用于中间包永久衬浇注料有着实际意义。在本工作中,以中间包永久衬低水泥高铝质浇注料配比为基础,通过引入适量的电熔镁砂细粉和硅灰代替水泥,研制出无水泥中间包永久衬浇注料。*1�试验1.1�试验原料试验采用二级高铝矾土熟料和特级焦宝石为骨料,二级高铝矾土熟料细粉、电熔镁砂细粉、Elkem951硅灰、活性��Al2O3微粉等为基质,三聚磷酸钠为分散剂。主要原料的化学组成见表1。1.2�试验过程固定骨料与细粉的质量比为68�32,临界粒度为5mm,试样配比见表2。考察电熔镁砂细粉含量对浇注料性能的影响时,硅灰加入质量分数固定为5%,电熔镁砂细粉质量分数在0~9%之间变化;考察硅灰用量表1�原料的化学组成(w)Table1Chemicalcompositionsofstartingmaterials%原料Al2O3MgOSiO2CaOFe2O3高铝矾土熟料82.021.35特级焦宝石�45.00<1.00活性��Al2O3微粉97.790.050.16硅灰0.2397.21<1.000.02电熔镁砂细粉98.570.180.720.38对浇注料性能的影响时,电熔镁砂细粉质量分数固定为4%,硅灰质量分数在0~8%之间变化;为了与低水泥结合浇注料(LCC)作对比,又用高铝水泥代替试样M2中的镁砂细粉作结合剂,制得低水泥结合浇注料(LCC)。按配比配制2.2kg料,干混60s,在30s内匀速加入试验所需用水量后再搅拌120s,浇注成160mm�40mm�40mm的试样,自然养护24h后脱模,再养护24h后于110�烘烤24h,再将试样在1100、1400�保温3h热处理。然后按国标检测烘干及热处理后试样的常温强度、体积密度、显气孔率、烧后线变化率等。抗热震性试验:将1400�3h热处理后试样置于1100�炉中,保温20min后取出试样,放入循环水池中急冷3min(保证水温在20~30�),然后取出试样在空气中放置5min,此为1次热震。而后将试样再置于1100�炉中,进入下次循环。如此反复3次。将试样烘干后测试其抗折强度和耐压强度,并计算抗折强度和耐压强度保持率。288~291����������������������������2010年8月第44卷第4期*罗志勇:男,1985年生,硕士研究生。E�mai:lzhyfly@gmai.lcom收稿日期:2009-11-12编辑:张子英2010/4耐火材料/REFRACTORIES289�表2�试样配比(w)Table2Formulationsofspecmiens%试样M0M1M2M3M4MS0MS1MS2MS3MS4LCC二级矾土骨料4343434343434343434343特级焦宝石骨料2525252525252525252525活性��Al2O3微粉33333333333硅灰55555024685二级矾土细粉2421191715252321191719电熔镁砂细粉03579444440高铝水泥000000000052�结果与讨论2.1�镁砂细粉加入量对MgO-SiO2-H2O结合浇注料性能的影响2.1.1�镁砂细粉加入量对试样强度的影响为了消除加水量对试样性能的影响,加水量(外加质量分数)固定为6.5%。镁砂细粉加入量对试样强度的影响见图1。图1�镁砂细粉加入量对试样强度的影响Fig.1Effectsofmag...
