抗渣浇注料在碱度渣侵蚀下的实验结论

采用均化矾土制备的铝鎂浇注料在小型钢包中的抗渣试验，验证了在渣碱度系数高的情况下产生的渣蚀机制并分析出渣蚀过程的化学反应。试验用主要原料有均化矾土骨料（其主要物相为刚玉和钛酸铝）、棕刚玉细粉、镁砂细粉、α—AL₂O₃微粉和SiO₂微粉，试验基础配方为5~3、3~1和≤1mm的均化矾土骨料分别为30%、20%和20%，≤0.074mm的棕刚玉细粉为12%，≤0.074mm的镁砂细粉为10%，≤2μm的α—AL₂O₃微粉为5%，≤0.088mm的SiO₂微粉为3%，外加0.2%的减水剂。

将称量好的物料加水4.6%搅拌均匀后，振动浇筑成型为40mmX40mmX160mm的长条试样，室温氧化24h后脱模，经110℃保温24h烘干后待用。抗渣试验采用动态感应炉法，向坩埚炉中放入6Kg普通钢。先通电后加热，至钢块全部熔化后，加入269g钢包渣，温度控制在1600℃，待钢包渣和钢水完全熔融时开始计时0.5h后停炉，其中，钢包渣的化学组成为：CaO 44.75%，Fe₂O₃ 29.08%，SiO₂ 10.51% ，MgO 9.27%，AL₂O₃ 3.44%，MnO 2.40%，TiO₂ 0.61%。

根据高温坩埚炉的熔融抗渣实验结果可以归纳出熔渣和均化矾土基铝鎂浇注料的反应如下：熔渣中CaO与矾土骨料中AL₂O₃，发生反应，在颗粒表面会生成一层CA₆环带，反应如式（1）。CA₆的形成使耐火材料想熔渣中的溶解由直接溶解变为间接熔解，提高了试样的抗渣侵蚀性，反应如（2）式。渣中的CaO和SiO₂反应生成CaO—AL₂O₃—SiO₂系化合物（主要为CAS₂或C₂AS），而反应层中溶解的AL₂O₃与熔渣中的CaO、SiO₂会在环带外形成CaO—AL₂O₃—SiO₂低熔点物，反应如（3）式。试样基质中AL₂O₃与MgO反应生成“原位尖晶石”，在渣与耐火材料接触时，方镁石和镁铝尖晶石吸收渣中的FeO和MnO形成固溶体与复合尖晶石；反应如（4）式和（5）式。而基质中AL₂O₃，SiO₂溶入渣中，与熔渣中的AL₂O₃、CaO、SiO₂发生反应（3）形成CaO—AL₂O₃—SiO₂低熔点物，冷却后CAS₂或C₂AS逐渐从渣层中结晶出来

结论：渣蚀后接近热面附近的骨料周围会发生较大的裂纹，对试样的抗渣性能产生不利的影响。均化矾土基铝鎂浇注料骨料和基质与熔渣发生反应，均化矾土骨料表面刚玉，CA₆，C₂AS和CAS₂共存，基质与熔渣反应的产物为复合尖晶石、C₂AS、CAS₂等。