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浇注料

浅析:影响出铁沟浇注料性能的因素

发表时间:2018-07-01    发表作者:z6尊龙凯时耐火材料
由于高炉出铁沟浇注料现多采用超低水泥浇注料使用,因此它的凝结掩护机理是凝聚结合。超微粉的作用十分重要,是决定和影响其性能的关键因素。
(1)超微粉。
超低水泥耐火浇注料用的超微粉主要活性为sio2粉、a-al2o3粉和cr2o3粉等,其含量分别为93.2%、90%、99%,这三种超微粉的粒径分布小于1.0um的大于71%。
超微粉对高炉出铁沟浇注料抗折强度的影响。耐火浇注料的配合比相同,CAO含量为0.6%,三组试样分别加入sio2粉、a-al2o3粉和他们的复合粉,用量相同。随着加热温度的升高,掺加不同超微粉的浇注料,其强度有所增加。不同的超微粉,对浇注料强度的贡献也不同。掺加活性SO2和a-A1O3等量复合的超微粉,其强度最高,其次为掺加活性SO2超微粉的浇注料,掺加氧化铝超微粉的浇注料,其强度最低,加热温度达到1500℃时,掺加3种超微粉的浇注料,其强度基本相似。说明配制超低水泥耐火浇注料时,最好用复合超微粉,单独使用时,应优先选用活性SiO2超微粉。但是,SiO2超微粉用量增多,将会降低浇注料中的Al2O3含量,同时增加了游离石英,必导致浇注料抗渣性的下降。例如,铁沟浇注料的配合比:高铝骨料70%,SiC4.2%,C5.8%,分散剂0.2%,水6.5%,高铝粉和SO2超微粉合量10%。采用坩埚法在还原气氛下进行抗渣试验。试验条件:标准渣的碱度为1.105,加热温度和保温时间1500℃,4h。随着SiO2超微粉用量的增加,抗渣性有个最佳值,即超微粉用量为5%左右时,抗渣性最好。
超微粉用量与浇注料耐压强度的影响:浇注料的配合比不变,耐火细粉和超微粉的合量不变。从图中看出,随着超微粉用量的增加,1600℃烧后耐压强度也增大,但有个最佳值,SiO2超微粉用量为5%左右,A2O3和r2O3超微粉用量为7%左右,此时强度较好。其他性能也优良;从超微粉品种来看,增强效果最好的是SiO2超微粉,其次是Al2O3超微粉Cr2O3超微粉增强效果较差。同时看出,SO2超微粉的增强比后两种超微粉的高2.5-4.4倍。
(2)外加剂
外加剂种类较多,现以分散剂和减水剂为例,说明对出铁沟浇注料性能的影响。分散剂用量对浇注料强度的影响:浇注料的配合比一定时,掺加不同量的分散剂,可减少施工水用量。当施工水用量一定时,从图中看出,随着分散剂用量的增加,烘干压强度有个最佳值。即分散剂用量为0.15%~0.2%时,强度最好。未加或用量大于0.5%时,其强度变差或试样开裂,这是由于浇注料的流动性差、成型体不致密的缘故。
减水剂品种较多,应通过试验合理选择。在超低水泥刚玉浇注料的配合比确定后,分别用磷酸钠、聚氰胺类缩合物和萘磺酸盐类缩合物(以A、B和C表示)作减水剂,筛选适宜的用量,配制耐火浇注料,其工艺参数和性能,未加减水剂的浇注料于超微粉的自发团聚,无法有效的填充其孔隙,且分布极不均匀,大量的水被包裹在絮凝体或填充在孔隙中,因此导致水用量加大,热处理后的体积密度低、气孔率高、强度低,同时也利于烧结:聚磷酸盐有一定的分散减水效果,在一定程度上能阻止超微粉的自发团聚,使之充分地填充在孔隙中,提高了水的利用率,即减少了水用量,减水率约为17%。所以,浇注料的体积密度提高、气孔率下降,与未加减水剂的相比,烧后耐压强度提高了0.6~1.9倍,温抗折强度提高了1.25倍:B和C为有机高效减水剂,其分散减水效果尤为显著,减水率分别为25%和28%,与未加减水剂的浇注料相比,其体积密度约提高3.5%,气孔率下降15%,烧后耐压强度提高了1-4倍,高温抗折强度提高了3.5倍多。总之,在配制超低水泥耐火浇注料时,必须掺加减水剂,而且应优先选用有机高效减水剂。
(3)铝粉
在铁沟耐火浇注料中,一般均掺加金属铝粉,起快干和增强的作用。其粒径和用量,对浇注料的性能有较大的影响,应合理选择。在AL2O3-SC-C质超低水泥浇注料中,金属铝粉的粒径越小、施工环境温度越高,则化学反应的越剧烈,产生的气体越多,料温也越高。这对浇注料的脱水是有利的,即可快速烘烤但反应过快,易形成假凝,对强度不利。
铝粉粒径对浇注料耐压强度的影响:浇注料配合比相同。设铝粉用量为x%,本试验其用量为3x,水用量为4%,环境温度23℃铝粉粒径大,对强度不利,其粒径大小,对烘干耐压强度有一定好处,但其余强度有所下降:铝粉粒径为88-44um时,强度较好。
铝粉用量应根据耐火浇注料性能和施工条件而定,在保证有利排气和快干的前提下,应尽量少用。
(4)外加物
在Al2O3-SiC-C质超低水泥耐火浇注料中,应接有SiC和炭素材料,以便提高其抗渣性和热震稳定性等性能。试验与使用证明,SiC和炭素材料的品级和用量,对浇注料的性能有较大的影响,应合理选择。同时,高炉的大小和使用部位的不同,其品级和用量也不同。在一般情况下,大、中型高炉的主铁沟或渣沟,用优质的SC和炭素材料,中、小型高炉的则用低档的SiC和炭素材料:SiC的用量一般为5%-35%,炭素材料主要有沥青、鳞片石墨、电极粉和土状石墨等,其用量为2%-6%。
在铁沟耐火浇注料中,SiC和炭素材料一般以细粉状态掺加,SiC最好用超微粉。由于该料中含有SiC和炭素材料,因此抗氧化性降低,即碳氧化,留下较多微孔,铁水或炉渣则不断的渗入到内部,同时形成脱碳层,导致衬体的损毁,掺加金属铝粉,能提高浇注料的抗氧化性验证明,同时掺加金属硅粉即A1粉和S粉复合使用,抗氧化性效果更好,而且可提高浇注料的强度,这是由于在高温下金属硅和铝与碳反应生成SiC和AL2O3后,使其组织结构及其表更致密化的缘故。
在A2O3-SiO质超低水泥耐火浇注料中,掺加2%-8%的蓝晶石细粉,在1200~1400℃的高温下可促进莫来石的形成,从面提高其强度,蓝晶石不但是膨胀剂,而且是矿化剂。

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