超微粉结合铝镁尖晶石质耐火浇注料在中小型钢包上得到应用,平均使用寿命约为100次,在马钢70t和涟钢30t的钢包上使用,其包龄分别为103次和120次;在某厂连铸比大于70%、出钢温度为1680~1720℃,喷枪吹氩的50t钢包上,包壁和包底厚度分别约为180mm和280mm,其平均包龄为140次,平均侵蚀速度约为0.95mm/次,在凌钢30t钢包上,使用寿命为70次。
组成材料和性能
超微粉结合铝镁尖晶石质耐火浇注料用的耐火骨料,主要是山西特级矾土熟料,Al2O3与TiO2含量约为90%,临界粒径约为25mm,一般采用连续颗粒级配,也有用间断级配的;结合剂为活性的SiO2超微粉,SiO2大于91%,中直径D50约为3um,另加聚磷酸钠等分散剂和快干剂。其性能见表1-1。基质中均加高档次的铝镁尖晶石粉、刚玉粉和α-Al2O3超微粉。表中编号1添加电熔镁砂粉、刚玉粉和α-Al2O3超微粉。表中编号1添加电熔镁砂粉,用量约为9%;编号2添加高纯镁砂粉,编号4添加MgO约为94%的烧结镁砂粉,编号3、编号5和编号6则为中档镁砂粉。其细度均不大于0.088mm。
表1-1 超微粉结合铝镁MA质浇注料的性能
从表1-1中看出,uf-SiO2结合镁铝尖晶石质耐火浇注料的性能较好,烘干强度高,高、中温强度适当,其强度比在0.7~1.4之间,是较小的。因此该料抗热震性较好,抗剥落性好;同时,体积密度较大,显气孔率小,即料较致密。1500℃烧后线变化均为正值,呈膨胀状态,也有利于抗热震剥落性。
影响性能的因素
超微粉结合铝镁尖晶石质耐火浇注料的性能优良,主要在中小型钢包上应用,取得了满意的效果。与高技术钢包耐火浇注料相比,耐火骨料、镁砂和镁铝尖晶石等材料的档次略低些,因此基质组成材料对超微粉耐火浇注料的性能影响,也有所不同。
SiO2超微粉
耐火浇注料的耐火骨料为Al2O3大于83%的特级矾土熟料和MgO大于95%的中档镁砂,临界粒径分别为10mm和3mm,总用量约为70%;耐火粉料为Al2O3>65%和MgO>24%的铝镁尖晶石粉、镁砂粉,特级矾土熟料粉和SiO2超微粉等,其合量为30%左右。在浇注料基质中,固定铝镁尖晶石和中档镁砂的用量,调整SiO2用量对浇注料性能的影响。uf-SiO2超微粉用量为1a~5a时,其机制组成中相对应点的SiO2含量分别约为:6.2%、9.3%、12.5%、16.0%和19.1%,其m(MgO)/m(Al2O3)分别为0.64%、0.68%、0.72%、0.77%和0.83%。从图中看出,随着uf-SiO2用量的增加,烘干耐压强度显著增加,1500℃烧后耐压强度变化不大,一般在49~57MPa之间,也有增加趋势;1500℃烧后线变化和显气孔率,则不断降低。当uf-SiO2用量超过一定量时,基质组成则落到MA-M2S-M2A2S2三角形区域内,尖晶石和镁橄榄石等矿物形成量较大,产生较大的体积膨胀,但难抵消大量液相生成而产生收缩,表现为体积密度致密化、显气孔率降低和烧后膨胀直线降低。所以,用uf-SiO2做铝镁尖晶石质耐火浇注料结合剂,应选择最佳的用量约为2a,以确保其基质组成点落在MgO-M2S-MA三角区域内,获得高性能的耐火浇注料。