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锆英石质耐火捣打料

作者:admin 发布日期: 2020-01-19 二维码分享

高铝-碳化硅-炭质捣打料

由高铝熟料、碳化硅、炭素材料、结合剂和外加剂组成的用捣打法施工的混合料,称为高铝-碳化硅-炭质捣打料。此类捣打料主要用于作中、小高炉出铁沟和渣沟内衬。出铁沟和渣沟捣打料的化学组成如图17-12所示,出铁沟的主要成分为Al2O345%~69%,SiC+C10%~25%,渣沟料的主要成分为Al2O335%~45%,,SiC+C15%~30%.


配制此类捣打料的高铝矾土熟料要求杂质(Fe2O3,R2O)含量越低越好,吸水率小于4.5%,其粒度组成为粗颗粒(8~2mm40%~60%,中颗粒(2~0.074mm10%~20%,细颗粒(小于0.074mm30%~40%.碳化硅应用黑色碳化硅,粒度为小于100目。炭素材料可采用冶金焦或石墨,要求杂质含量低,固定碳含量高。为了提高捣打料的作业性能和使用中的烧结性能,还可加软质黏土或膨润土。根据使用温度不同还可加入不同温度下的助烧结剂。

此类捣打料用的结合剂有沥青、焦油(蒽油)+沥青、液态酚醛树脂、磷酸二氢铝等。用沥青作结合剂时,调制捣打料时需加水调和,捣打后使用前需烘烤。用焦油(或蒽油)+沥青作结合剂时,调配捣打料时无需加水,捣打后无需烘烤可直接接通铁水,为免烘烤捣打料,但使用中烟气较大,会污染环境。用液态酚醛树脂作结合剂时,也无须加水,不需烘烤直接投入使用,也属免烘烤捣打料,对环境污染轻,但捣打料保存期较短,.好现场调配直接使用。用磷酸二氢铝作结合剂时,抗铁水和熔渣的侵蚀性较差,只能作小高炉出铁沟内衬,现已基本上不用磷酸二氢铝作结合剂。

用于改善高铝-碳化硅-炭质捣打料性能的添加剂包括有防氧化剂、增塑剂、浸润剂、防缩剂等。加防氧化剂的目的在于防止炭素材料过分氧化,通常采用金属硅粉、金属铝粉作为防氧化剂。增塑剂一般采用塑性黏土。加浸润剂的目的在于使碳化硅、炭素材料能与氧化物耐火材料很好地混合在一起。加防缩剂在于防止使用中收缩过大而使沟衬产生裂纹,一般可用硅石细颗粒作防缩剂。表17-26为酚醛树脂结合的免烘烤Al2O3-SiC-C质捣打料理化性能。现在中、小高炉出铁沟用高铝-碳化硅-炭质捣打料,已逐渐由需烘烤型向免烘烤型过渡。免烘烤型捣打料的优点在于可节省修沟时间,也可避免烘烤过程中炭素材料发生过分氧化,而使沟衬的抗熔渣渗透性和抗侵蚀性降低。



碱性耐火捣打料

碱性耐火捣打料是由烧结或电熔镁砂(或镁钙砂、镁钙铁砂)、结合剂和外加剂(烧结剂)组成的半湿状态可捣打施工的混合料。碱性耐火捣打料有含水碱性捣打料和无水碱性捣打料之分。含水碱性耐火捣打料不能直接用水来调制捣打料,因为水会与MgO反应生成Mgoh2而导致捣打衬体胀裂或碎裂。因此必须用能防止镁砂水化成Mgoh2的结合剂,这类结合剂包括有氯化镁(卤水MgCl2·6H2O)水溶液,硫酸镁水溶液,水玻璃和聚磷酸盐水溶液等,它们能与MgO反应生成复合盐(或络合盐)而产生结合作用。

过去含水碱性耐火捣打料主要是用卤水来调制,主要用于构筑或修补电炉和平炉熔池与出钢槽。现在已逐渐改用聚磷酸盐溶液作结合剂,这类结合剂可以更有效地防止镁砂水化,但成本较高。

无水碱性耐火捣打料是用脱水焦油和沥青,或液状酚醛树脂作结合剂。配料组成为镁砂(或镁钙砂)86%~90%,烧结剂(氧化铁粉或镁钙铁砂)2%~3%,沥青粉或石墨粉3%~7%,外加脱水焦油或液状酚醛树脂9%~11%。配料粒度组成一般为3.5~1.5mm,40%;1.5~0.5mm,20%;小于0.5mm,40%。采用湿碾机混练。此类捣打料可用于作电炉炉底和炉坡衬体材料和修补料,也可作转炉镁炭砖与..衬之间的填充捣打料。

锆英石质耐火捣打料

锆英石质捣打料是用磷酸或酸性磷酸铝作结合剂,用锆英石(或锆英石加刚玉)作集料(骨料与粉料),加适量的助烧剂配制而成的,采用捣打法施工的半湿状态混合料。锆英石的理论化学成分为:ZrO2 67.2%,SiO2 32.6%.用于作捣打料的锆英石要求ZrO2含量不小于63%。锆英石在高温加热过程中会分解成单斜ZrO2和非晶质SiO2,锆英石的分解温度受杂质含量影响很大,其分解温度范围为1540~2000,纯的锆英石约从1540开始缓慢分解,1700以上迅速分解,到1870时分解率可达95%

锆英石的烧结是靠高温下的固相扩散作用进行的,其速度很慢,难以充分烧结,加入某些氧化物可促进烧结。研究表明:在1500下对锆英石烧结有促进作用的氧化物有:Na2OK2OMgOCaOZnOB2O3MnOFe2O3Co2O3NiO等。但必须注意:有些氧化物会显著促进锆英石分解,大量的锆英石分解会造成捣打料的体积稳定性变差,因此要通过试验来选择适当的助烧结剂及其加入量。锆英石的烧结性对配制成的捣打料来说是很重要的,除助烧结剂外,锆英石的粒度也是影响烧结的重要因素。表17-27为不同细度的锆英石试样在不同温度下保温3h烧后的体积收缩率和体积密度。显然,试样的体积收缩是随着350目细粉含量越高和焙烧温度越高越大。因此对捣打料来说,必须考虑粒度组成要合理,既要保证很好的烧结,又不出现过大的收缩。


采用磷酸或磷酸二氢铝作锆英石质捣打料的结合剂时,其磷酸或磷酸盐溶液的密度可根据结合强度要求不同而异,一般在1.25~1.52g/cm3,加入量为6%~8%。典型的锆英石质捣打料的理化性能见表17-28.

锆英石质捣打料主要用于玻璃窑熔池熔铸锆刚玉莫来石砖下面作底部垫衬,也可作硅砖砌体膨胀缝的填料和硅质与高铝质耐火制品之间的过渡层材料,以及某些感应炉及熔体流槽的内衬。含锆英石质捣打料也曾用于作钢包内衬,但由于成本较高,资源有限,现已不采用。



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