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1.鋁鉻渣對鎂鉻澆注料體密與顯氣孔率的影響:
經(jīng)過110℃保溫24h熱處理后的鎂鉻澆注料試樣體積密度和顯氣孔率無明顯變化,而經(jīng)過1100℃和1500℃保溫2h熱處理后的澆注料試樣體積密度隨著鋁鉻渣加入量的增加而逐漸減小,顯氣孔率隨著鋁鉻渣加入量增加而逐漸增大。
鎂鉻澆注料添加鋁鉻渣對其性能的影響
經(jīng)1500℃熱處理后的澆注料試樣體積密度明顯大于經(jīng)1100℃熱處理后的澆注料試樣體積密度。
熱處理溫度升高,加速了澆注料固相反應(yīng)速度,同時(shí)隨著澆注料中鋁鉻渣加入量的增加,澆注料中雜質(zhì)成分的增加,高溫固相反應(yīng)過程液相數(shù)量的增多,液相傳質(zhì)的幾率逐漸增大。液相傳質(zhì)是耐火材料固相反應(yīng)過程中不可避免要出現(xiàn)的,液相所起到的作用不僅僅是利用表面張力將兩個(gè)固相顆粒拉近和拉緊,而且可以促進(jìn)固相反應(yīng)的進(jìn)行。
鋁鉻渣中氧化鋁和氧化鉻與用后鎂鉻磚中過量的氧化鎂形成鎂鋁尖晶石和鎂鉻尖晶石的固相反應(yīng)過程隨著鎂鉻澆注料中鋁鉻渣加入量的增加而逐漸加快,鎂鉻澆注料試樣體積密度逐漸減小、顯氣孔率逐漸增大也證明了形成鎂鋁尖晶石和鎂鉻尖晶石過程中的體積膨脹效應(yīng)。
2.鋁鉻渣對鎂鉻澆注料常溫耐壓強(qiáng)度與抗熱震性能的影響:
熱處理后鎂鉻質(zhì)澆注料,隨著熱處理溫度由1100℃增加1500℃,鎂鉻質(zhì)澆注料試樣常溫耐壓強(qiáng)度呈增大趨勢。隨著鋁鉻渣加入量增加,鎂鉻質(zhì)耐火澆注料試樣常溫耐壓強(qiáng)度同樣呈現(xiàn)增大趨勢。
隨著配料中鋁鉻渣加入量增加、系統(tǒng)中通過固相反應(yīng)生成原位鎂鋁尖晶石和鎂鉻尖晶石數(shù)量增多、原位形成尖晶石數(shù)量增多以及液相數(shù)量的增多都促進(jìn)了鎂鉻質(zhì)耐火澆注料中顆粒的結(jié)合程度。因此,隨著鋁鉻渣加入量的增加,鎂鉻質(zhì)耐火澆注料的常溫耐壓強(qiáng)度逐漸增大。
熱處理溫度為110℃的鎂鉻質(zhì)耐火澆注料,隨著鋁鉻渣加入量增加其常溫耐壓強(qiáng)度變化不大。
經(jīng)110℃干燥后鎂鉻質(zhì)耐火澆注料的常溫強(qiáng)度主要來源于水泥水化形成水化物的結(jié)合強(qiáng)度,110℃的干燥溫度沒有破壞澆注料水化物的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),配方中水泥含量不變,因此經(jīng)110℃干燥后的鎂鉻質(zhì)澆注料常溫耐壓強(qiáng)度變化不大。
鎂鉻質(zhì)耐火澆注料熱震前后常溫耐壓強(qiáng)度保持率的變化趨勢可以看出,試樣熱震前后常溫耐壓強(qiáng)度保持率出現(xiàn)先增大后減小的趨勢,
當(dāng)鋁鉻渣加入量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為10%時(shí),鎂鉻質(zhì)耐火澆注料熱震前后常溫耐壓強(qiáng)度保持率最高,試樣的熱震穩(wěn)定性最好。
當(dāng)鋁鉻渣加入量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))小于10%時(shí),隨著鋁鉻渣加入量增加,鎂鉻質(zhì)耐火澆注料熱震前后強(qiáng)度保持率逐漸增大,分析認(rèn)為由于鋁鉻渣加入量增加,試樣結(jié)構(gòu)中原位形成鎂鋁尖晶石、鎂鉻尖晶石數(shù)量的增加,有利于提高澆注料的熱震穩(wěn)定性。
當(dāng)鋁鉻渣加入量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))大于10%時(shí),隨著鋁鉻渣加入量增加,鎂鉻質(zhì)耐火澆注料熱震前后強(qiáng)度保持率逐漸減小。
由于鋁鉻渣加入量增加,高溫條件下結(jié)構(gòu)中液相數(shù)量增加,試樣在常溫條件下玻璃相的增多對鎂鉻澆注料的熱震穩(wěn)定性不利。
3.鋁鉻渣對鋁鉻澆注料抗渣性的影響:
隨著鋁鉻渣加入量增加,試樣燒結(jié)性逐漸增強(qiáng),澆注料結(jié)構(gòu)上更趨于致密。結(jié)合鎂鉻質(zhì)耐火澆注料體積密度和顯氣孔率的變化趨勢,澆注料中形成原位尖晶石伴隨的體積膨脹使得澆注料氣孔逐漸增多,不利于鎂鉻澆注料抗熔渣侵蝕性。
觀察不同試樣侵蝕層微觀結(jié)構(gòu)及裂紋大小情況分析,鋁鉻渣加入量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為10%的鎂鉻澆注料試樣的微觀形貌相對均勻,裂紋較少。
從精煉鋼包渣化學(xué)組成上分析,該鋼包渣中主要成分為氧化鈣和二氧化硅,屬于鈣硅比大于2的堿性渣。
鎂鉻質(zhì)耐火澆注料具有良好的抗堿性熔渣侵蝕性能,澆注料中氧化鉻的增多也有利于提高澆注料的抗渣侵蝕性能。
隨著鎂鉻質(zhì)耐火澆注料中鋁鉻渣加入量的增加,澆注料基質(zhì)中礦物組成會發(fā)生明顯變化。
澆注料結(jié)構(gòu)中形成尖晶石所伴隨的體積膨脹使得結(jié)構(gòu)中會出現(xiàn)大量的微小裂紋,同時(shí)由于毛細(xì)管力的作用,高溫液相會均勻進(jìn)入到澆注料基質(zhì),形成穩(wěn)定的侵蝕層結(jié)構(gòu)。
觀察侵蝕層中有較大的裂紋的試樣,發(fā)現(xiàn)其原位尖晶石的形成量過大導(dǎo)致了澆注料結(jié)構(gòu)疏松,不利于澆注料抗渣性的提高。綜合鎂鉻質(zhì)澆注料抗熱震性和抗渣性分析,鎂鉻質(zhì)澆注料中鋁鉻渣引入量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))以10%為宜。
4.總結(jié)分析:
隨著鐵合金廠鋁鉻渣加入量增加,1100℃和1500℃燒后的鎂鉻質(zhì)耐火澆注料試樣顯氣孔率和常溫耐壓強(qiáng)度呈增大趨勢,110℃干燥后試樣常溫耐壓強(qiáng)度變化趨勢不明顯。
當(dāng)鋁鉻渣加入量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))小于10%時(shí),澆注料熱震穩(wěn)定性隨鋁鉻渣加入量增加而逐漸增強(qiáng),澆注料結(jié)構(gòu)逐漸變得致密,抗渣性逐漸增強(qiáng)。當(dāng)鋁鉻渣加入量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為10%時(shí)澆注料試樣的熱震穩(wěn)定性最好,熱震前后試樣的常溫耐壓強(qiáng)度保持率為93.8%,試樣具有較好抗渣侵蝕性能,侵蝕層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定均勻。
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