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不同结合系统铝镁浇注料的性能研究

王玮  
【摘要】: 本论文首先采用刚玉、电熔镁砂、α-氧化铝微粉、镁铝尖晶石等为原料,分别以纯铝酸钙水泥、硅微粉、ρ-氧化铝微粉、铝凝胶粉为结合剂制成铝镁浇注料,对比四种结合剂所制得浇注料的物理性能,以及对攀钢转炉钒钛渣和武钢转炉渣与铝镁浇注料抗渣性之间的关系进行研究。 结果表明,四种结合系统中,铝凝胶粉结合铝镁浇注料具有优良的体积稳定性、较高的耐压强度和合适的高中低温强度比。不论是攀钢钒钛渣还是武钢渣,凝胶结合和ρ-氧化铝微粉结合浇注料抗渣性能都较好,其次是硅微粉结合的浇注料,水泥结合浇注料抗渣性能最差。试样的显微结构分析显示,铝凝胶粉结合和ρ-Al_2O_3微粉结合浇注料渣蚀后蚀变层中多形成MA、CA2、CA6等高熔点相和C2AS低熔点相,它们互相交错分布。相比之下,武钢渣侵蚀后的铝凝胶粉结合和ρ-Al_2O_3浇注料试样中形成的高熔点相数量多,而且结合相对致密。 铝镁浇注料具有优异的抗渣性能和良好的抗热震性,其中镁铝尖晶石组分起着十分重要的作用。镁质结合剂主要由MgO、SiO_2组成,中位粒径小于10μm,。采用镁质结合剂取代上述结合剂,细小的MgO与Al_2O_3高温下原位反应生成的镁铝尖晶石,活性高,分布均匀,因此,铝镁浇注料抗渣性能和抗热震性更加优越。同时,由于镁质结合剂具有双峰结构,所以,可以防止镁铝尖晶石的生成速度过大引起的快速膨胀导致浇注料结构破坏。实验结果表明,镁质结合剂结合铝镁浇注料具有与ρ-Al_2O_3或铝凝胶粉同样的“自结合”的效果,不但强度大,而且抗渣性能好,特别是热震稳定性高。但是,镁质结合剂的加入量过高或过低,铝镁浇注料的性能都会降低。 对比了分别以白刚玉、板状刚玉、棕刚玉为骨料、镁质结合剂结合的铝镁浇注料物理性能及其对攀钢钒钛渣的抗渣性,结果显示,三种刚玉骨料的铝镁浇注料,强度较高,抗渣性能良好,白刚玉、板状刚玉骨料的铝镁浇注料高温烧后线变化率为微膨胀,棕刚玉骨料的铝镁浇注料高温烧后收缩较大,白刚玉骨料的铝镁浇注料热震稳定性较板状刚玉、棕刚玉骨料的强。 比较了镁质结合剂、铝凝胶粉、镁铝尖晶石微粉及镁质结合剂与凝胶粉复合结合剂制成的铝镁浇注料性能,其中镁铝尖晶石微粉及镁质结合剂与铝凝胶粉复合结合剂制成的铝镁浇注料性能不具优势,镁质结合剂的铝镁浇注料尽管常温抗折强度和耐压强度不及铝凝胶粉结合剂的铝镁浇注料,但是,中温、高温烧后强度大,抗热震性和抗渣性优于铝凝胶粉结合剂的铝镁浇注料。


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