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骨料品种 |
化学成分/% |
颗粒体积密
度/g·cm-3 |
吸水
率/% |
颗粒外观 | |||
|
Al2O3 |
SiO2 |
TiO2 |
R2O | ||||
|
特级矾土熟料
白刚玉
棕刚玉 |
87.3
99.5
93.0 |
4.0
0.1
1.0 |
5.0
?
3.2 |
0.38
0.42
0.10 |
3.36
3.48
3.89 |
1.29
3.28
0.37 |
棱角、气孔较多
多棱角、高缩孔
边角较圆、致密 |
表2 耐火骨料不同品种对浇注料性能的影响
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项目 |
品种 |
温度/℃ | |||
|
110 |
1100 |
1400 |
1600 | ||
|
体积密度/g·cm-3 |
白刚玉
棕刚玉 特矾 |
3.15
3.33
3.02 |
3.10
3.27
2.97 |
2.94
3.12
2.94 |
2.93
3.25
3.12 |
|
抗折强度/Mpa |
白刚玉
棕刚玉 特矾 |
3.1
5.0
6.2 |
8.2
14.3
11.5 |
15.1
20.0
24.4 |
18.6
30.0
37.1 |
|
烧后线变化/% |
白刚玉
棕刚玉
特矾 |
? |
0.07
0.25
0.14 |
1.65J
1.92
0.87 |
2.00
0.62
-0.68 |
上表为耐火骨料品种对浇注料性能的影响。从表中看出，棕刚玉、白刚玉和特矾配制的耐火浇注料，其体积密度一次递减；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R2O含量最高，产生较多的液相量，抵消了生成MA和CA6伴随的体积膨胀，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。这也是采用的特矾或一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℃烧后线变化，在两者之间，其烧后线膨胀为0.62%。
高技术钢包耐火浇注料的一个特点是，将耐火骨料临界粒径从约为10mm扩大到25mm左右，以提高其抗热震性。表3为粗大骨料浇注料的抗剥落性能试验结果。用刚玉镁砂尖晶石质耐火浇注料做成标砖试样，放进1450℃的电炉中加热一定时间后，取出试样在空气中强冷至室温，再反复循环，测定其表面开裂情况。表中△表示试样完好，×表示试样开裂。×越多，表示试样开裂也多。
表3 粗大骨料浇注料的抗剥落性能试验结果
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试样冷热循环次数/次 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 | |
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浇注料 |
未加粗大骨料 |
△ |
× |
×× |
×××× |
××××× |
××××× |
|
添加粗大骨料 |
△ |
△ |
△ |
× |
×× |
×× | |
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，即提高了抗热震性。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，抑制了长裂纹并改变方向，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。某厂在钢包耐火浇注料中添加20~25mm的粗大骨料7%，就减少了钢包衬的裂纹，提高了包龄。当粗大骨料在耐火浇注料中用量过多时，将沿着粗大骨料或与之相连的裂纹增多，则降低耐火浇注料的抗热剥落性，影响其使用。粗大耐火骨料的用量，应兼顾钢包耐火浇注料的全面性能，经试验确定。