如何增加铝镁浇注料的使用寿命问-耐火材料行业知识-耐火砖高铝砖刚玉砖浇注料河南耐火材料厂-宏泰耐材

铝镁浇注料以铝矾土熟料和烧结镁砂为主要原料,同时加入适量的活性硅灰粉及减水剂配制而成。使用时直接加水搅拌,振动成型。由于其施工方便,经济耐用,受到用户的欢迎。但在使用过程中,由于条件变化,出现了一些问题,影响了正常使用,对此进行了探索。

施工中出现的问题及解决办法

凝固时间是影响铝镁浇注料施工的一个重要因素。环境温度对铝镁浇注料的凝固时间影响很大,特别是在夏季,当环境温度超过35 ℃时,铝镁浇注料趋于速凝,给浇注施工带来了一系列问题：

(1)增加了职工的劳动强度。当环境温度高,浇注料凝固时间缩短时,浇注料自身流变性变差,特别是当浇注料速凝时,从搅拌机放出的浇注料来不及进入包内,在包胎上平面和流槽内已凝固,将浇注料送入包壁内的劳动强度增大;

(2)影响使用寿命。在炎热的夏季,工人为增加浇注料的流动性往往多加水,由于用水量的增加造成浇注料烘干后气孔率增加,强度降低。另外,在环境温度超过40 ℃时,即使多加水,浇注料仍有速凝趋势,从而使强度降低,影响使用寿命;

(3)脱胎困难。正常情况下,钢包浇注完毕,要放置24h才脱胎。但在炎热的夏季,由于浇注料凝固时间缩短,使浇注料和包胎紧紧粘在一起,造成脱胎困难。

因此,无论从降低工人劳动强度出发,还是给浇注施工创造一个良好条件,提高浇注料的使用寿命,减少使用事故,都有必要从根本上调整铝镁浇注料的凝固时间,使之满足现场的使用要求。经过一段时间的研究,发现木质素磺酸盐能改变浇注料的凝固时间,使铝镁浇注料的初凝时间即使在环境温度超过35 ℃时,也能延长到 30min以上,彻底解决了铝镁浇注料在夏季凝固时间短的问题。需要注意的是,铝镁浇注料的凝固时间与木质素磺酸盐的加入量有关系,在满足施工要求的前提下,其加入量越少越好。另外随着季节的变化,其加入量也要作相应的调整,一般夏天加入量大,冬天少加甚至可以不加。如果冬天加入较多的木质素磺酸盐,由于铝镁浇注料的终凝时间延长,按正常操作脱胎时,就会造成塌料现象,这时反而是有害的。

使用时出现的问题及解决办法

1裂纹

铝镁浇注料在使用中出现裂纹,降低了使用寿命,其现象是;当钢包用到5炉次时,包内壁开始出现裂纹,布满整个包壁,随着使用次数的增加,裂纹变深变宽,当用到20多炉时,只好被迫停用。为解决浇注料裂纹问题,曾试验过以下一些方法:(1)将竖窑煅烧的铝矾土熟料更换成由倒焰窑煅烧的铝矾土,这样矾土的烧结性和体积密度都增加了,认为可减少由于矾土煅烧不完全而在使用过程中重新烧结所造成的体积收缩,但没有成功;(2)认为裂纹和浇注料内细粉总量多有关,试着将浇注料内的细粉减少到30 % (质量分数)以下,最低到25%,也没能解决问题;(3)从化学反应着手解决裂纹。由于Al2O3和MgO在高温作用下可生成铝镁尖晶石,且伴随有较大的体积膨胀,经一系列试验,调整Al2O3 /MgO,也没达到满意的效果,甚至当MgO含量过高时,反而又产生了剥落。

最后,采用如下方法基本解决了这一问题：

(1)将骨料粒度上限由原来的15mm上调到25 mm,其中20～25mm部分占总量的7.2% (质量分数)。这是由于超大颗粒的存在,不仅起到骨架作用,而且可以改变长裂纹方向,有助于阻止内裂纹的扩展;

(2)在基质中加入锆英石粉。这种锆英石粉产地为澳大利亚,其中ZrO2含量在66%左右。由于ZrO2本身熔点很高,在使用中它可以吸收渣中CaO,生成高熔点、高抗侵蚀性的CaZrO3,封闭气孔和裂纹,强化了基质。同时由于锆英石的存在,还可以使浇注料内形成微裂纹结构,改善浇注料的高温使用性能;

(3)尽可能降低活性硅灰粉的用量。由于硅灰粉质量不稳定,加入量大,则带入的杂质成分多,对使用不利。将浇注料内硅灰的用量控制在1.5 %(质量分数)以下,效果较好;

(4)浇注时,严格控制加水量并保证均匀振动也很关键。

2剥落

剥落也是铝镁浇注料在使用中常见的问题之一。它是浇注料内产生不均匀应力的结果。如基质中Al2O3 和MgO在使用时由于受高温钢水作用易发生反应生成MA尖晶石,同时伴有较大的体积膨胀,如果这种反应很激烈,在钢水的冲击作用下就容易发生结构剥落。因此,在基质中要控制这种尖晶石反应,就要控制各成分的含量,特别是MgO的含量很关键,如果MgO含量过高,除发生尖晶石反应外,其自身还有较大的线变化率,产生体积膨胀,也会助长剥落的产生。一般将镁砂的含量控制在10% (质量分数)左右,使用效果较好。

浇注施工对产生剥落也有影响。这方面要严格控制加水量,同时做到均匀振动。如果加水量过大,坯体振动不均匀,都会使气孔率增加,使用时易出现钻钢现象,使包壁产生剥落。

3渣线侵蚀快

由于钢渣成分复杂,容易与浇注料发生化学反应,使渣线部位的浇注料过早蚀损,从而造成渣线和包壁不能同步使用,这也是实际使用中遇到的一个问题。在不大量增加成本的前提下,采用如下一些方法;(1)专门配制渣线料,用于渣线部位的浇注。渣线料的原料提高一个档次,如矾土粉采用ω(Al2O3) =86 %,体积密度>3.2g·cm-3 的优质高铝矾土熟料;(2)在渣线料中加入部分预合成的铝镁尖晶石并采用高MgO配比,这样可以提高抗碱性渣的能力;(3)减少活性硅灰的用量,控制在1.0 % (质量分数)左右;(4)浇注时严格控制加水量并振动均匀。通过这些措施,使渣线和包壁寿命基本做到了同步。

结论

(1) 缓凝技术是铝镁浇注料施工的关键技术之一,要根据季节及环境温度的变化,适时加入木质素磺酸盐等缓凝剂,可使凝固时间能满足浇注施工的需要。

(2) 在浇注料内加入部分超大骨料及锆英石粉,对抑制裂纹的产生十分有利。

(3) 渣线料采用高MgO配比,并加入部分预合成的铝镁尖晶石粉,可以提高渣线部位的抗渣侵蚀能力。

(4) 浇注施工时,严格控制加水量并振动均匀,对提高浇注料的使用寿命具有十分重要的意义。