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耐火材料厂家

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郑州荣盛窑炉耐火材料有限企业
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α-Al2O3超微粉在耐火浇注料中的应用及影响

时间:2020-08-21 14:24 编辑:耐火材料生产厂家点击:次


 
ρ-Al2O3结合耐火浇注料的性能及配比
ρ-Al2O3结合耐火浇注料用的助结合剂,主要是活性SiO2超微粉,用量为2%-8%;外加剂为硅酸钠、聚磷酸钠、聚烷基苯磺酸盐类和木质素磺酸盐类等,用量为0.03%-0.38%。表1为助结合剂对浇注料性能的影响。耐火骨料为电熔刚玉,耐火粉料为ρ-Al2O3。用2号ρ-Al2O3作结合剂,用量为6.6%。随着助结合剂用量的增加,强度显著提高。
ρ-Al2O3结合耐火浇注料用的耐火骨料和粉料,凡是耐火原料和隔热原料均可使用。适宜的材料为硅酸铝质料、刚玉、莫来石、蓝晶石、硅线石、红柱石和尖晶石等。耐火粉料还可用工业氧化铝和氧化铬等。分散剂用量为0.12,。采用特级矾土熟料和电熔刚玉作耐火骨料,临界粒径为耐火粉料ρ-Al2O3和特级矾土熟料粉其细度均小于0.09mm。
根据配合比的要求,称量各种原材料的质量。加料顺序为粗骨料、水和分散剂,再加细骨料和各种粉料。混练4/5min,振动成型,自然养护,到期后进行性能检验,3种ρ-Al2O3结合剂中ρ-Al2O3含量和活性的不同,对强度有较大的影响;耐火骨粉料的不同,其性能也不同;烘干强度较高,是ρ-Al2O3和活性SiO2超微粉共同作用的结果。
岩相鉴定证明,ρ-Al2O3结合高铝质耐火浇注料经过1200℃烧后,骨料与基质紧密结合,且基质中已形成大量的针网状莫来石,交错生长,故强度显著提高。试样经过1500℃烧后,二次莫来石晶粒已发育长大。同时活性SiO2除与AI2O3反应形成莫来石外,剩余部则成为良好的烧结剂,对强度的提高有帮助,但使浇注料呈现收缩状态;ρ-AI2O3结合刚玉耐火浇注料经过1350℃和1550℃烧后,同样形成莫来石相,以交错棒状结晶形成致密网络结构,因此有较高的强度。但该料较纯净,不易烧结,故检验时保温时间有所延长。应当指出,ρ-Al2O3也是烧结剂,但烧结温度较高。
α-Al2O3超微粉对刚玉浇注料性能的影响
α-Al2O3超微粉具有纯度高、粒径小(D50 =  3μm左右)和较大的活性,是配制高档次耐火浇注料的重要组分,对其性能影响,也有许多共同之处,可互为借鉴。
浇注料中,电熔刚玉粉和a-Al2O3超微粉的合量为13.5%,增减二者的用量而保持其合量不变,水用量为7.5%,跳桌法测定刚玉浇注料流动值。从图中看出,未添加a-Al2O3超微粉的耐火浇注料,内部颗粒间存在有引力,彼此吸附在一起而形成凝聚构造,并包覆大量游离水,致使其流动较差;当添加超微粉较多时,因超微粉的表面能大、自发团聚或吸附的能力强,使之颗粒吸附在一起、内黏滞阻力增大,影响颗粒运动,所以刚玉浇注料的流动性更差。
α-Al2O3超微粉有个佳用量,一般为3%~6%。此时添加的超微粉,能全部填充到浇注料的孔隙中而无不足和剩余,致使包覆的游离水释放出来,润湿颗粒表面,使之具有良好的触变性。在剪切力的作用下,浇注料有良好的流动性,其流动值为114~134mm。
a-Al2O3用量与刚玉质浇注料性能的关系。浇注料用电熔白刚玉作骨料及部分粉料,小于0.044mm的电熔白刚玉微粉和Ca-70水泥分别为5%和3%。骨粉料之比为7:3。小于0.088mm的电熔白刚玉粉和a-Al2O3超微粉合量为22%不变。根据研究发现,随着a-Al2O3用量的增加,中温强度略有增加和高温强度较快增加。因为原材料中杂质含量低,中温不会出现液相,没有明显地烧结,故强度增加较少。在高温时,出现一  液相,活性a-Al2O3超微粉与水泥中的矿物反应形成CA6、CA2等晶体,在基质中形成类似于网络结构,故较大的提高了烧后强度;随着a-Al2O3用量的增加,抗热震3次后的抗折强度保持率不断降低,即抗热震性下降。因为浇注料的烧结程度随着微粉的增加而增大,烧后抗折强度提高,促成其抗热震性降低。所以,a-Al2O3超微粉用量较少时,可提高其抗热震性,同时也能降低强度比,有利于提高其抗剥落性。
α-Al2O3超微粉用量与钢包耐火浇注料性能的关系
α- Al2O3超微粉在刚玉镁砂尖晶石质钢包耐火浇注料中,使用量较少,主要作用是提高和改善浇注料的施工性能,同时因有较高的活性,在高温下易与MgO、CaO反应生成MA和CA5 
等矿物,并伴有体积膨胀,从而提高了浇注料的使用性能。
当增加α-Al2O3超微粉用量时,相应地减少电熔刚玉粉的用量。从图中看出,随着α-Al2O3超微粉用量的增加, 1000℃和1500℃强度有上升的趋势,1650℃强度在α- Al2O3用量大于6%时急剧下降。因为α-AI2O3用量大,浇注料产生过烧结形成较多的微裂纹、不均匀收缩并削弱了坚实的组织结构,故其强度降低。同时,浇注料的烧后线变化也由正值变为负值,即产生烧后线收缩,对浇注料的使用是不利的。浇注料在1500℃烧后线变化也有下降的趋势。
α-Al2O3超微粉在钢包耐火浇注料基质中占有重要地位,其用量一般为2% ~ 6%。
α-Al2O3和SiO2等超微粉是钢包耐火浇注料中小的颗粒,能提高料的施工性能,填充颗粒间间隙提高料的体积密度和强度。
同时,前者在高温下极易与MgO、CaO反应生成新矿物,达到基质间的自反应和自膨胀; 
后者在高温下形成低熔物或液相,能促进自反应并使之达到自烧结。根据低水泥耐火浇注料的配制原则,超微粉总用量为6% ~ 10%。
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