• 公司新闻
• 行业动态

炼高品质钢需要使用高性能耐火材料。Al₂O₃-MgO浇注料具有优良的抗热震和抗侵蚀等性能，已经有大量关于这方面的研究报道，被广泛应用在钢包中。浇注料需要现场施工，因此其施工性能是一项非常重要的性能。浇注料的施工性能主要受分散剂、颗粒级配及细粉等的影响。为了提高Al₂O₃-MgO浇注料的施工性能，在本工作中，主要研究了分散剂种类、氧化铝微粉种类以及氧化铝微粉复配等对钢包用Al₂O₃-MgO浇注料的流动性及烘干后浇注料的显气孔率、体积密度、常温抗折强度和常温耐压强度等的影响。

试 验

1.1原料

试验原料有:粒度5～3、3～1、≤1和≤0.074mm(200目)的板状刚玉，粒度≤1mm的电熔镁砂，阿泰欧法铝业(上海)有限公司的活性氧化铝微粉PFR40、PBR和煅烧氧化铝微粉AC34B5，某公司的活性氧化铝微粉CL和煅烧氧化铝微粉CT，铝酸钙水泥(Secar71)，聚羧酸类减水剂WS、FS和AD。上述5种氧化铝微粉的理化性能指标见表1。

▲表1 不同种类氧化铝微粉的理化性能

1.2试样制备

试样的基础配方(w)为:板状刚玉颗粒(5～3、3～1、≤1mm)69%，板状刚玉细粉(≤0.074mm)16%，电熔镁砂(≤1mm)3%，铝酸钙水泥(Secar71)3%，氧化铝微粉9%，水4%(外加)。

在此基础上，设计了以下两大类试验配方:1)氧化铝微粉选定为PFR40或PBR，再分别外加0.4%(w)的WS、0.2%(w)的FS和1%(w)的AD，对应的试样也分别标记为WS、FS和AD。2)氧化铝微粉分别选定为PFR40-AC34B5复合粉和CL-CT复合粉，复合比(质量比)均为从9/0逐渐减小至3/6;外加剂均为WS，加入量为0.4%(w)。按照设计配方配料，在搅拌机中干混1min后，加入水和分散剂继续搅拌4min。搅拌好的料，一部分用于测试流动值，另一部分浇注到160mm×40mm×40mm模具中，在室温下放置24h后脱模，然后在110℃干燥24h。

1.3性能测试

按GB/T2419—2005检测各配方浇注料的流动值，按GB/T2997—2000检测各配方干燥后试样的显气孔率和体积密度，按GB/T3001—2007检测各配方干燥后试样的常温抗折强度，按GB/T5072.2—2004检测各配方干燥后试样的常温耐压强度。

结果与讨论

2.1单一氧化铝微粉和分散剂的影响

加入氧化铝微粉PBR或PFR40的浇注料的流动值随分散剂种类和加入量的变化见图1。由图1可以看出:对于加入PBR的浇注料，添加分散剂WS的流动性能明显好于添加FS或AD的;对于加入PFR40的浇注料，添加分散剂WS的流动性能与添加FS的差别不大，均好于添加AD的;对于添加同一分散剂的浇注料，加入PFR40的流动性优于加入PBR的浇注料的。

▲图1 加入氧化铝微粉PBR或PFR40的浇注料的流动值随分散剂种类和加入量的变化

加入氧化铝微粉PBR或PFR40的浇注料的显气孔率和体积密度随分散剂种类和加入量的变化见图2。由图2可以看出:对于加入PBR或PFR40的浇注料，添加分散剂FS的浇注料均具有最高的显气孔率，添加分散剂WS的次之，添加分散剂AD的最小;而体积密度则以添加分散剂WS的为最大，添加分散剂FS的次之，添加分散剂AD的最小。对于添加同一分散剂的浇注料，加入PFR40的浇注料的显气孔率比加入PBR的试样的低，体积密度则比加入PBR的试样的大。可能是因为PFR40的粒度比PBR的小，比表面积比PBR的更大，能更好地优化浇注体的堆积密度。

▲图2加入氧化铝微粉PBR或PFR40的浇注料的显气孔率和体积密度随分散剂种类和加入量的变化

加入氧化铝微粉PBR或PFR40的浇注料的常温抗折强度和常温耐压强度随分散剂种类和加入量的变化见图3。由图可知，对于加入PBR或PFR40的浇注料，试样的常温抗折强度和耐压强度均具有相似的变化趋势:添加减水剂FS的试样的最小，添加减水剂WS或AD的试样的相差不大。对于添加同一分散剂的浇注料，加入PFR40的浇注料的常温抗折强度和常温耐压强度基本上都比加入PBR的试样的稍大，这可用强度与气孔率之间的关系解释。

▲图3  加入氧化铝微粉PBR或PFR40的浇注料的常温抗折强度和常温耐压强度随分散剂种类和加入量的变化

2.2 复合氧化铝微粉的影响

复合氧化铝微粉种类及其复合比对浇注料流动值的影响见图4。由图可知:对于加入PFR40-AC34B5复合粉或CL-CT复合粉的浇注料，当其复合比例(质量比)由9/0减小至5/4时，浇注料的流动值均变化不大;而当其复合比例(质量比)由5/4减小至3/6时，浇注料的流动值逐渐减小。当复合比例相同时，加入PFR40-AC34B5复合粉的浇注料的流动值比加入CL-CT复合粉的略大。

▲图4 复合氧化铝微粉种类及其复合比例对浇注料流动值的影响

复合氧化铝微粉种类及其复合比例对烘干后试样显气孔率和体积密度的影响见图5。由图可知，对于加入PFR40-AC34B5复合粉或CL-CT复合粉的浇注料，随着其复合比例(质量比)从9/0减小至3/6，试样的显气孔率均逐渐增大，体积密度均逐渐减小。这可能是因为煅烧氧化铝AC34B5和CT的粒径比活性氧化铝PFR40和CL的大(见表1)，填充效果相对较差。复合比例相同时，加入不同种类氧化铝复合粉的浇注料的显气孔率和体积密度均相差不大。

▲图5  复合氧化铝微粉种类及其复合比例对烘干后试样显气孔率和体积密度的影响

复合氧化铝微粉种类及其复合比例对烘干后试样常温抗折强度和常温耐压强度的影响见图6。由图可知:随着其复合比例(质量比)从9/0减小至3/6，浇注料的常温抗折强度和常温耐压强度均变化不大，分别为8MPa左右和70MPa左右。

▲图6  复合氧化铝微粉种类及其复合比例对烘干后试样常温抗折强度和常温耐压强度的影响

结 论

(1)在加入单一氧化铝微粉为PBR或PFR40的Al₂O₃-MgO浇注料中，外加0.4%(w)的WS的浇注料的流动性能及烘干后试样的综合性能比外加0.2%(w)的FS或1%(w)的AD的好。

(2)加入PFR40-AC34B5复合粉的浇注料的流动值比加入CL-CT复合粉的浇注料的略大。随着PFR40与AC34B5或CL与CT复合比例的减小，浇注料的流动值及烘干后试样的致密度均呈减小趋势，烘干后试样的强度变化不大。考虑到活性氧化铝微粉的价格较高，在考虑浇注料性能时也要考虑复合氧化铝微粉的成本，选取合适的复合比例。

相关信息