镁铬质耐火浇注科具有优良的抗碱性熔渣侵蚀性能,在连铸和精炼钢包及透气砖等部位到了广泛应用。在使用中,该料散放出有害成分六价铬离子,污染环境,有害人体健康,因此积极开发无铬镁质类耐火浇注料。较成功的是镁铝质耐火浇注料,镁铝钛质耐火浇注料有望代替镁铬质耐火浇注料。
镁铝钛质耐火浇注料用Mg0O>95%的电熔镁砂作耐火骨料,临界粒径为5mm,耐火粉料用镁砂粉、a-Al2O3超微粉和TiO2>98%的二氧化钛微粉,另加结合剂和分散剂。称量各种原料并加水搅拌,振动成型和自然养护,最后测定其性能。经测试一定数量的样块表明:该浇注料在1000℃、1400℃和1600℃烧后的耐压强度,分别约为40MPa、11OMPa和115MIPa,1600C烧后线变化约为-0.82%,产生微小的收缩。
TiO2微粉用量与镁铝钛质浇注料性能的关系如下图。
有上图可知,随着TiO2微粉用量的增加,1000C烧后耐压强度下降后趋于平缓,1400℃C和1600℃烧后耐压强度上升后也趋于平缓,1600℃烧后线变化呈负值且不断增大。也就是说,TiO2微粉添加2%时,各项性能较好,说明TiO2对镁铝质耐火浇注料有较强的促进烧结作用.
显微结构分析证明,镁铝钛质耐火浇注料经高温烧成后,其基质部分由方镁石、MA-M2T固溶体及少量的钙钛矿组成。TO2促进镁铝质浇注料烧结的机理是TiO2易与尖晶石反应形成MA-M2T固溶体,使其原位生成的MA发生晶格畸变,增大晶体结构缺陷浓度,降低了反应浩劫活化能,从而促进了烧结作用,强化了镁砂骨料与MA结合相之间的结合,提高了镁铝钛质的性能,有望镁铬质耐火浇注料。