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骨料品種 |
化學成分/% |
顆粒體積密
度/g·cm-3 |
吸水
率/% |
顆粒外觀 | |||
|
Al2O3 |
SiO2 |
TiO2 |
R2O | ||||
|
特級礬土熟料
白剛玉
棕剛玉 |
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、氣孔較多
多棱角、高縮孔
邊角較圓、致密 |
表2 耐火骨料不同品種對澆注料性能的影響
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項目 |
品種 |
溫度/℃ | |||
|
110 |
1100 |
1400 |
1600 | ||
|
體積密度/g·cm-3 |
白剛玉
棕剛玉 特礬 |
3.15
3.33
3.02 |
3.10
3.27
2.97 |
2.94
3.12
2.94 |
2.93
3.25
3.12 |
|
抗折強度/Mpa |
白剛玉
棕剛玉 特礬 |
3.1
5.0
6.2 |
8.2
14.3
11.5 |
15.1
20.0
24.4 |
18.6
30.0
37.1 |
|
燒后線變化/% |
白剛玉
棕剛玉
特礬 |
? |
0.07
0.25
0.14 |
1.65J
1.92
0.87 |
2.00
0.62
-0.68 |
上表為耐火骨料品種對澆注料性能的影響。從表中看出，棕剛玉、白剛玉和特礬配制的耐火澆注料，其體積密度一次遞減；隨著加熱溫度的升高，澆注料的體積密度遞減，只有特礬和棕剛玉配制的澆注料，在1600℃燒后的體積密度大于烘干的體積密度；澆注料的抗折強度則隨之不斷增大，白剛玉的增大較少，特礬的增大較多，棕剛玉的居中；隨著燒結溫度的升高，白剛玉骨料配制的澆注料，其燒后線膨脹增大，在1100~1400℃之間，因形成較多的尖晶石等礦物，燒后線膨脹急劇增大。在1400~1600℃之間，該料含雜質較少，故燒后線膨脹持續而平穩的增加，到1600℃仍約有2%的線膨脹；棕剛玉和特礬骨料配制的澆注料，其變化規律基本相似，1400℃燒后線膨脹最大。到1600℃燒后，因特礬中SiO2含量及R2O含量最高，產生較多的液相量，抵消了生成MA和CA6伴隨的體積膨脹，故該種料呈現為燒后線收縮，對鋼包耐火澆注料的使用是不利的。這也是采用的特礬或一礬作鋼包耐火澆注料時，需添加較多的鎂質材料的緣故；棕剛玉骨料澆注料的1600℃燒后線變化，在兩者之間，其燒后線膨脹為0.62%。
高技術鋼包耐火澆注料的一個特點是，將耐火骨料臨界粒徑從約為10mm擴大到25mm左右，以提高其抗熱震性。表3為粗大骨料澆注料的抗剝落性能試驗結果。用剛玉鎂砂尖晶石質耐火澆注料做成標磚試樣，放進1450℃的電爐中加熱一定時間后，取出試樣在空氣中強冷至室溫，再反復循環，測定其表面開裂情況。表中△表示試樣完好，×表示試樣開裂。×越多，表示試樣開裂也多。
表3 粗大骨料澆注料的抗剝落性能試驗結果
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試樣冷熱循環次數/次 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 | |
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澆注料 |
未加粗大骨料 |
△ |
× |
×× |
×××× |
××××× |
××××× |
|
添加粗大骨料 |
△ |
△ |
△ |
× |
×× |
×× | |
添加粗大骨料的耐火澆注料，抗剝落性能比未加粗骨料的好，即提高了抗熱震性。通過巖相分析認為，添加粗大骨料后，裂紋形態發生了偏移和分岔，抑制了長裂紋并改變方向，也阻止了基質內裂紋的擴散，故提高了澆注料的抗剝落性能。某廠在鋼包耐火澆注料中添加20~25mm的粗大骨料7%，就減少了鋼包襯的裂紋，提高了包齡。當粗大骨料在耐火澆注料中用量過多時，將沿著粗大骨料或與之相連的裂紋增多，則降低耐火澆注料的抗熱剝落性，影響其使用。粗大耐火骨料的用量，應兼顧鋼包耐火澆注料的全面性能，經試驗確定。