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近年來，鋼包用耐火材料經(jīng)歷了從定形到不定形的轉(zhuǎn)變，采用鋁鎂系澆注料整體澆筑已成為一種發(fā)展趨勢。國內(nèi)外耐火材料工作者對鋁鎂澆注料作了大量工作，主要從骨料、鎂砂、剛玉細粉及微粉、二氧化硅微粉、結(jié)合劑幾個方面介紹鋁鎂澆注料性能的影響因素。
(1)骨料的選擇
骨料在耐火材料中起骨架作用。鋁鎂澆注料中使用的氧化鋁骨料主要有電熔氧化鋁、燒結(jié)氧化鋁以及天然礬土熟料。李友勝等研究了高鋁礬土熟料、高純度電熔剛玉以及電冶礬土剛玉對鋁尖晶石澆注料性能的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)以電熔高鋁剛玉為骨料的澆注料流動性最好，而以礬土尖晶石澆注料的熱震穩(wěn)定性最差。雷中興等從鋼包用鋁鎂澆注料的骨料選擇出發(fā)，研究了電熔白剛玉、棕剛玉和特級礬土熟料三種骨料對鋁鎂質(zhì)澆注料性能的影響，結(jié)果表明：棕剛玉骨料試樣的流動性最好。熱震穩(wěn)定性方面以白剛玉骨料試樣好，其次是棕剛玉骨料試樣，礬土熟料骨料試樣最差。李暢等研究了用88級均化料代替88級高鋁料以及85級均化高鋁料代替88級高鋁料后的性能。指出只對3～1mm、1～0mm和細粉使用85級均化料去替代稍高品位的高鋁料具有更大的利潤和可行性。
(2)剛玉細粉的選擇
剛玉細粉中的Al2O3的能和熔渣中的CaO反應形成高熔點的CA2和CA6，同時富鋁尖晶石中由于存在著陽離子缺陷能夠捕捉渣中的FeO、MnO生成(Mg，F(xiàn)e，Mn)O·Al2O3，渣中的SiO2含量增加，渣的黏度增大，從而可以提高試樣的抗渣侵蝕和抗渣滲透性能。
Paghandeh M等研究了氧化鋁細粉對鋁鎂澆注料尖晶石生成的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當澆注料含活性氧化鋁，氧化鎂作為尖晶石形成的基底，從活性氧化鋁中可以得到充足的氧化鋁來通過擴散生成富鎂尖晶石;另一方面，由于燒結(jié)氧化鋁并沒有很高的活性。當氧化鋁和氧化鎂接觸時，需要互擴散的時間，由于擴散的接觸面積，這時生成富鋁尖晶石，抗渣性更好，同時燒結(jié)氧化鋁也比活性氧化鋁更便宜，因此使用燒結(jié)氧化鋁更好。而趙惠忠等認為在鋁鎂澆注料中適量增加活性α-Al2O3微粉能夠提高試樣的致密度，從而提高澆注料的抗渣性能。唐贛等則制備了一種ρ-Al2O3結(jié)合的高純鋁鎂澆注料。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與純鋁酸鈣水泥結(jié)合的澆注料相比，ρ-Al2O3結(jié)合的澆注料基質(zhì)更純凈，延長了澆注料的使用壽命。
(3)尖晶石的配比
鎂鋁尖晶石化學式為MgO·Al2O3，理論含量為MgO28.3%，Al2O371.7%。合成鎂鋁尖晶石的配比即MgO/Al2O3的摩爾比直接影響生成鎂鋁尖晶石的性能。富鎂尖晶石通常MgO/Al2O3比大于1，結(jié)構(gòu)較為致密;而富鋁尖晶石晶內(nèi)氣孔較多。這可能與尖晶石生長過程中MgO側(cè)、Al2O3側(cè)不同的生長機理有關(guān)。實際生產(chǎn)中，合成尖晶石的MgO/Al2O3比應根據(jù)其用途而定。富鎂尖晶石通常用作大型水泥窯的窯襯。富鋁尖晶石則常與Al2O3質(zhì)原料配合主要制造大、中型鋼包澆注料或預制件和鋼包透氣磚、座磚等特殊部位。而天然原料合成的礬土基尖晶石澆注料則主要用于小型鋼包澆注料。
(4)鎂砂含量
氧化鎂作為鋁鎂澆注料中原位生成尖晶石的主要原料，對試樣的強度、體積穩(wěn)定性、抗渣性以及熱震穩(wěn)定性能有著顯著的影響。另外由于MgO容易水化，鎂砂對試樣的施工性能也有顯著的影響。
李友勝等研究了鎂砂細粉含量對鋁鎂澆注料抗渣性的影響。結(jié)果表明：隨著鎂砂加入量增加，試樣的抗渣侵蝕性能下降，抗渣滲透性能提高。但是當加入鎂砂含量過多時，材料結(jié)構(gòu)變得疏松，導致抗渣性能的下降。高婉香等冷吲研究了電熔鎂砂含量對不燒鋁鎂質(zhì)材料性能的影響，指出生成尖晶石的反應起始溫度在1050℃，通過調(diào)節(jié)鎂砂顆粒的大小和加入量有效防止材料的剝落、鼓脹以及渣的滲透。趙惠忠等從使用我國豐富的高鋁礬土資源以及中小型鋼廠的實際使用能力出發(fā)，采用山西孝義特級高鋁礬土熟料和電熔鎂砂為主要原料制備了Al2O3-MgO系耐火澆注料。研究表明基質(zhì)中增大鎂砂含量，可提高基質(zhì)的抗侵蝕能力，但澆注料的抗?jié)B透能力會下降。
(5)二氧化硅微粉
二氧化硅微粉對鋁鎂澆注料的性能有重要的影響，主要體現(xiàn)在：在鋁鎂澆注料中使用二氧化硅微粉可以顯著降低加水量，抑制鎂砂水化，增大流動性，改善施工性能;加入硅微粉一方面會與試樣中的MgO、CaO、Fe2O3形成的低熔相(鈣長石、鈣鋁黃長石、鎂橄欖石以及鎂薔薇輝石對試樣的高溫性能不利，但另一方面可以借此調(diào)節(jié)尖晶石反應伴隨的體積膨脹以及加速尖晶石的形成反應。
顧華志等研究了硅微粉對高純鋁鎂系澆注料相組成變化及性能的關(guān)系。研究表明，硅微粉的加入量過多，高溫下液相會滲透到剛玉、方鎂石和尖晶石的晶?；蝾w粒間，會使?jié)沧⒘习l(fā)生過燒而導致龜裂、剝落的發(fā)生。另一方面加入硅微粉可以提高澆注料不同溫度下的冷態(tài)強度，并且能夠降低澆注料的殘余膨脹率。高仁驤等在不提高成本上基礎上，以特級礬土和電熔鎂砂為主原料，采用MgO-SiO2-H2O結(jié)合制備了礬土基鋼包澆注料，指出盡量減少硅微粉的加入量以不顯著提高澆注料加水量為準。
二氧化硅微粉
(6)結(jié)合方式
結(jié)合劑也是鋁鎂澆注料的重要組成部分，鋁鎂澆注料所采用的結(jié)合方式一般是鋁酸鈣水泥結(jié)合、硅微粉結(jié)合、水合氧化鋁結(jié)合、溶膠結(jié)合、鎂硅水結(jié)合等。
(a)水泥結(jié)合
鋁鎂澆注料發(fā)展初期選用純鋁酸鈣水泥結(jié)合，這是由于水泥一鋁酸鈣會和基質(zhì)中的Al2O3反應生成CA6，CA6是高耐火相。但隨著水泥加入量增大，澆注料流動性降低，同時高溫下由于CaO含量過多，會與基質(zhì)中SiO2、Al2O3、MgO反應生成的低熔相從而使?jié)沧⒘细邷匦阅芙档?。張文杰等研究了水泥加水量對鋁鎂澆注料高溫燒后熱膨脹行為的影響。結(jié)果表明隨著水泥加入量的增多，試樣中CA2、CA6物相增加，高溫熱處理后試樣的線變化率增大。顧華志等研究了硅微粉、鎂砂、水泥對高純鋁鎂澆注料性能的影響。研究指出，純鋁酸鈣水泥與基質(zhì)中的Al2O3細粉在1000℃左右開始反應，反應生成CA2和CA6，反應伴隨著體積膨脹，可以降低高中溫燒后強度比，也有助于試樣的高溫性能的提高，反應如下式。
(b)MgO-SiO2-H2O結(jié)合
MgO-SiO2-H2O結(jié)合凝聚結(jié)合的研究有很多。在鋁鎂澆注料中采用MgO-SiO2-H2O結(jié)合一方面由于SiO2微粉與水作用形成的SiO2凝膠的聚合作用，降低加水量，大幅度改善澆注料的流動性;另一方面采用MgO-SiO2-H2O結(jié)合的方式可以抑制鎂砂水化，但是二氧化硅微粉加入量過多，會和基質(zhì)中雜質(zhì)形成低熔點相，同時基質(zhì)中鎂砂和二氧化硅微粉反應生成的鎂橄欖石相高溫下熱震穩(wěn)定性較差。
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