- 基質組成和硼酸加入量對干式搗打料的性能影響
- 作者：nhxx
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- 分類號：
- 卷號：
- 期號 : 2024 年， 第1期
- 關鍵詞： 基質組成，硼酸加入量，干式搗打料，性能影響
剛玉質干式搗打料具有耐高溫、抗渣侵蝕性好、不影響鋼水質量、施工時間短和施工時無需烘烤等特點，被廣泛應用于各種合金鋼冶煉中。但是剛玉質干式搗打料目前還存在著使用壽命低，難以燒結及熱膨脹性難控制等缺點。影響干式搗打料爐襯燒結的因素有燒結溫度和工藝、材料的化學組成和粒度配比等。湖北斯曼新材料股份有限公司的研究人員通過在基質中引入缺陷尖晶石微粉90MA、活性氧化鋁微粉等促進燒結，同時研究了燒結助劑硼酸的加入量對鋁鎂干式搗打料燒結性能的影響。
本試驗使用的原料有電熔白剛玉（w(Al2O3)=99.11%，3~1、1~0.5、0.5 mm和200目）、電熔鎂砂細粉（w(MgO)=95.75%，200目）、活性α-Al2O3微粉（AMA-10，w(Al2O3)=99.31%，d50=1.7 μm）以及缺陷尖晶石微粉（90MA，w(Al2O3)=89.10%，w(MgO)=9.50%，d50=1.8 μm，晶格常數a=8.06 Å）。共進行兩組試驗：第一組探究不同基質組成對鋁鎂干式搗打料性能的影響，第二組探究燒結助劑硼酸的加入量對鋁鎂干式搗打料性能的影響。試驗配方如表1和表2所示。
表1 改變尖晶石微粉用量的試驗配比（w）/%
|
編號 |
電熔白剛玉 |
電熔鎂砂 |
90MA |
AMA-10 |
H3BO3（外加） |
|||
|
3~1 mm |
1~0.5mm |
＜0.5 mm |
＜0.075 mm |
＜0.075 mm |
||||
|
1-3 |
38 |
20 |
7 |
0 |
0 |
35 |
0 |
1.5 |
|
2-3 |
38 |
20 |
7 |
17.5 |
2.5 |
15 |
0 |
1.5 |
|
3-3 |
38 |
20 |
7 |
13.5 |
2.5 |
15 |
4 |
1.5 |
表2 改變硼酸用量的試驗配比（w）/%
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編號 |
電熔白剛玉 |
電熔鎂砂 |
90MA |
H3BO3（外加） |
|||
|
3~1 mm |
1~0.5 mm |
＜0.5 mm |
＜0.075 mm |
＜0.075 mm |
|||
|
2 |
38 |
20 |
7 |
17.5 |
2.5 |
15 |
0 |
|
2-1 |
38 |
20 |
7 |
17.5 |
2.5 |
15 |
0.5 |
|
2-2 |
38 |
20 |
7 |
17.5 |
2.5 |
15 |
1.0 |
|
2-3 |
38 |
20 |
7 |
17.5 |
2.5 |
15 |
1.5 |
|
2-4 |
38 |
20 |
7 |
17.5 |
2.5 |
15 |
2.0 |
按配比稱量細粉，將細粉基質料在球磨機中預混30 min備用，將顆粒料加入到攪拌機中，再加入預先混合好的細粉基質料，混合10 min。在液壓機上以50 MPa的壓力成型為φ36 mm×36 mm的圓柱試樣。將成型好的試樣放置于恒溫箱中，升溫至110 ℃保溫24 h。將試樣置于高溫爐中在不同溫度熱處理3 h。根據相關國家標準測定試樣的體積密度、顯氣孔率、燒后線變化及常溫耐壓強度。
研究結果：（1）干式搗打料基質中細粉和微粉搭配能夠促進基質的填充，體積密度較高，顯氣孔率較低，燒后強度較高；基質使用剛玉細粉、鎂砂細粉和90MA微粉搭配時，降低MgAl2O4的反應生成速率，能夠有效控制原位尖晶石生成帶來的膨脹，顯著提高搗打料在1 000和1 600 ℃熱處理后的強度。（2）當硼酸加入量較低時，對材料燒結促進作用有限，而硼酸的加入量增加到1.5%（w）時，能夠明顯促進搗打料在1 000 ℃的燒結。
（摘編自《第十七屆全國不定形耐火材料學術會議論文集》2023，作者李文等）