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镁锆铬质无碳钢包渣线耐火浇注料的研究开发

朱宝利  
【摘要】: 镁锆铬质浇注料是碱性不定型耐火材料的一个新品种,是MgO-ZrO_2-SiO_2-Cr_2O_3系统在洁净钢冶炼方面的重要应用。 本实验以轻烧氧化镁和锆英石为原料,采用湿法共磨工艺,合成了镁锆质熟料,并系统研究了配料组成、烧成温度、原料粒度对合成熟料体积密度、显气孔率、物相组成和显微结构的影响。研究证明:合成致密镁锆熟料是可行的,锆英石粒度大小对合成熟料致密化有重要的影响。锆英石和轻烧氧化镁粒度越小,合成出熟料越致密。工艺参数:1600℃烧成时,选用粒径为20μm的轻烧氧化镁和5μm的ZrSiO4,其中ZrSiO4占15%;1670~1700℃烧成时,选用粒径为20μm的轻烧氧化镁和10μm的ZrSiO4,其中10μm的ZrSiO4占10%。 在此基础上,通过以合成熟料为主要原料研制了镁锆铬质浇注料,利用静态坩埚法,比较了镁锆铬质浇注料与氧化镁-锆英石质浇注料在抗渣性能方面的差异。借助SEM、EDS、XRD等现代测试手段,分析了研制浇注料中ZrSiO4,Cr_2O_3加入量的变化,对其抗渣性能的影响。实验证明,镁锆铬质浇注料的抗渣侵蚀能力、抗渣渗透能力比氧化镁-锆英石质浇注料有较大提高。其抗渣侵蚀、渗透机理是:镁锆铬质浇注料在基质中引入Cr_2O_3微粉(d501.5μm),锆英石微粉,使浇注料在1700℃左右使用时,在基质中形成一定范围的MgCr2O4尖晶石和高熔点的CaZrO3第二相,提高了浇注料的高温强度和抗渣性。 研究证明,研制浇注料随ZrSiO4加入量的增加,抗渣侵蚀能力下降,抗渣渗透能力提高,基质中ZrSiO4最大加入量为20%。研制浇注料随Cr_2O_3加入量的增加,抗渣侵蚀、渗透能力都有提高,且以加入2-3%Cr_2O_3的浇注料具有较强的抗渣侵蚀、渗透能力。以10% ZrSiO4含量的MgO-ZrSiO4质合成熟料为骨料,以电熔镁砂、锆英石、合成熟料、Cr_2O_3为基质研制的浇注料,其抗渣侵蚀性好,抗渣渗透性强,是一种在钢包渣线部位应用较为理想的材料。


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