铝镁至耐火浇注料是钢包内衬常用的一种不定型耐火材料,为了更好的了解其使用寿命及材料对钢水的影响,需要深入了解铝镁浇注料的配置对使用性能的影响,本位主要介绍基质材料对性能的影响。
低水泥铝镁质火注料是在水璃铝镁质少浇注料的基础上发起来的,在中小钢包上使用,取得了较好的效果,当采用较高档的耐火原料,用科学方计材料的配方能配制成功高技术低水泥铝镁质刻火注料,可在大、中钢包上使用,提高了包龄。低水泥铝镁质耐火浇注料的性能,与尖晶石质耐火浇注料相似,该料在大型高炉出铁沟的脱硅倾注沟上使用,其寿命高于AL2O3-SiC-C质铁沟料。
影响其高温使用性能的因素:
(1)电熔镁砂粉
镁砂粉用量对浇注料强度和显气孔率的影响:镁砂粉粒度小于0.5mn,试样经过1600℃,3h烧后,检验其性能表明随着镁砂粉用量的增加,显气孔率增大,耐压强度有个最大值。即当镁砂粉用量大于6%时,强度显著降低,显气孔率急剧增大,因为铁砂粉用量大,高温下与Al2O3反应生成的MA多,伴随的体积膨胀也大,致使浇注料的抗渣渗透性降低,结构热剥落提高。通常加入来那个为2%-6%。
镁砂粉用量对浇注料强度和显气孔率的影响:镁砂粉用量为7%,Si02超微粉用量为0.5%,试样经过1600℃,3h烧后,检测其性能表明:随着镁砂粒度的增大,耐压强度和烧后线膨胀有降低的趋势。镁砂粉粒度为0-0.033mm时,因能较迅速的与AL2O3反应形成MA,并件有体积影胀,也强化了基质,故烧后强度和线膨胀均较大;镁砂粉粒度小于0.076mm和小粒镁砂粒混用,因系逐步形成MA,故烧后强度和线膨胀均较小,其高、中温强度比也降低,有利于浇注料抗热震性的提高。
钢包耐火浇注料内衬是在高温和降温的周期循环下使用的。用的镁砂粉过细形成的MA较快且较集中,导致内衬剧烈膨账和后期过烧结,对浇注料的使用是不利的。当采用超微粉,细粉和小颗粒的混合镁砂粉时,钢包浇注料能逐渐而均衡的形成尖晶石,持续的伴有体积膨胀并保持良好的抗热震性,同时也能抑制高温下的过烧结,提高钢包的使用寿命。
(2)SiO2超微粉
SiO2超微粉用量对浇注料烧后变化的影响:硅灰中SIO2为92%,粒度小于2um的占75%且全部小于5ym,浇注料中,MgO+Al2O3的合量大于97%,试样经过1500℃,3h烧后,检测其线变化表明。随着SiO2用量的增加,浇注料的烧后线变化率降低;同时,浇注料中MgO含量高,烧后线膨胀大,反之则小。根据钢包耐火浇注料的使用实践,其烧后线变化一般控制在+0.3%+1.5%之间。
(3)铝酸盐水泥
在钢包耐火浇注料中,一选用CA-70水成CA一80水泥做结合剂,在小型钢包上选用CA-50水泥做结合剂,其成本可降低90%。水泥的作用主要是提供浇注料的施工强度和低温强度。
将测试表明,从岩相分析可知,随着水泥用量的增加,形成的讲件事衍射强度不断将低,其晶格常数呈现增大趋势。随着水起用量的增加而大量形成,表现为行射强度急速增大。基于上述两个原因,使钢包火浇注料的高温体积膨张增大,烧后线膨张也能之增大。水泥使用量的最佳比例为2%-4%。
(4)耐火骨料
耐火骨料是耐火浇注料组织结构中的主体材料,用量约为70%,起骨架作用,也影响其理力学和高温使用性能,对钢包耐火浇注料为明显,因此,应根据实际情况和技术配方要求,合理选择耐火骨料的品种,临界料粒及颗粒级配,以获得高技术钢包耐火浇注料。
耐火骨料品种对浇注料性能的影响:经试验表明,棕刚玉、白刚玉和特矾配制的耐火浇注料,其体积密度依次递减;随着加热温度的升高,浇注料的体积密度递减,只有特矾和棕刚玉配制的浇注料,在1600℃烧后的体积密度大于烘干的体积密度;浇注料的抗折强度则随之不断增大,白刚玉的增大较少,特矾的增大较多,棕刚玉的居中:随着烧结温度(即1100℃)的升高,白刚玉骨料配制的浇注料,其烧后线膨胀增大,在1100~1400℃之间,因形成较多的尖晶石等矿物,烧后线膨胀急剧增大。在1400~1600℃之间,该料含杂质较少,故烧后线膨胀持续而平稳的增加,到1600℃仍约有2%的线膨胀;棕刚玉和特矾骨料配制的浇注料其变化规律基本相似,1400℃烧后线膨胀最大。到1600℃烧后,因特矾中SiO2含量及R0含量最高,产生较多的液相量,抵消了生成MA和CA伴随的体积影胀,故该种料呈现为烧后线收缩,对钢包耐火浇注料的使用是不利的。这也是采用特矾或I矾作钢包耐火浇注料时,需添加较多的镁质材料的缘故;棕刚玉骨料浇注料的1600℃C烧后线变化,在两者之间,其烧后线膨为0.62%
高技术钢包浇注料的一个特点是将耐火骨料的临界颗粒从10mm增加到25mm左右可以提高抗热震性。添加粗大骨料的耐火浇注料,抗剥落性能比未加粗骨料的好,即提高抗热震性。通过岩相分析认为,添加粗大骨料后,裂纹形态发生了偏移和分岔,抑制了长纹并改变方向,也阻止了基质内裂纹的扩散,故提高了浇注料的抗剥落性能。当粗大骨料在浇注料使用量过多时,将沿着粗骨料或与之相邻的裂纹增多,降低耐火浇注料的抗热剥落性。