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耐火材料行业知识

铁沟料主要成分及作用

(1) AL2O3 
刚玉(AL2O3)的熔点为2050℃,密度为3.85~4.0lg·cm-3, 且具有良好的导热和化学稳定性。铁沟料中常用刚玉作为骨料颗粒,一般认为, AL2O3可以降低熔渣的活性从而阻止熔渣对骨料的侵蚀。 
就刚玉颗粒的选择来看,亚白刚玉具有较高的体积密度和吸水率;致密刚玉杂质少且具有较低的吸水率;而棕刚玉虽然杂质较多,但也具有较低的吸水率。采用致密刚玉和棕刚玉作为骨料使用时,浇注料的加水量较低,这对于浇注料的致密性和烘烤来说意义很大。从微观结构上看,致密刚玉晶体发育好,致密性高;棕刚玉晶体发育也比较良好,但不致密;亚白刚玉中不仅有很多杂质,而且有很多大裂纹和封闭气孔,这会对材料的热震稳定性产生不利影响。从吸水率和微观结构上看,致密刚玉和棕刚玉更适用于铁沟浇注料。棕刚玉相较于致密刚玉而言,价格更便宜,为了减少成本,多数企业选用棕刚玉颗粒作为铁沟浇注料 中的骨料。 
(2) SiC 
碳化硅又叫做金刚砂或者耐火砂,其密度为 3.l7-3.47g·cm-3, 莫氏硬度为9.2-9.6, 熔点高达2827℃。碳化硅具有很高的机械强度,在25℃时的弹性模佩为4.76x10 5MPa,拉伸强度为1.75xl00MPa, 在1500℃时其弹性模量仍然可以达 到2.8x10 5MPa。此外,碳化硅属于半导体材料,具有高导热系数和低热膨胀系 数等特性。SiC作为一种经济原料,因其优良的性能在耐火材料中得到了广泛的 应用。 
SiC在高温下会发生氧化生成Si02和CO2。SiC在800℃时, 开始氧化生成Si02; 当温度达到1000℃,SiC与02反应剧烈,生成较多的氧化硅液相形成Si02 玻璃保护膜;在1300℃下,玻璃保护膜开始析出方石英并发生体积膨胀,致使保护膜开裂,SiC氧化速度增加。在1500℃-1600℃时,Si02玻璃保护膜具有一 
了定的厚度,可以减弱SiC的继续氧化;当温度达到1627℃时,Si02与SiC发生反应生成SiO和CO, 故SiC的使用温度不应超过1600℃。 
在铁沟浇注料中,SiC的高耐磨性和高机械强度的特点可以抵抗高温铁水和 炉渣对浇注料的冲刷磨损;同时 SiC高导热系数和低热膨胀系数的特征能够抵抗高温铁水对浇注料的反复热冲击,减弱铁水对浇注料的热蔑损毁;此外,SiC与空气发生反应可以减少浇注料中C的氧化,而SiC氧化后生成的玻璃保护膜也可以保护浇注料中的碳素材料,从而减弱浇注料的氧化损毁。 
(3) C 
C的润湿性比较差,C质材料具有良好的抗渣侵蚀和不易粘铁的特点;同时C的导热系数大,能够抵抗高温铁水和炉渣对浇注料的热冲击,从而提高浇注料的热蔑稳定性;此外,在一定温度下,C和Si反应生成SiC纤维,对浇注料具有补强作用。但是,C质材料容易在高温下发生氧化,本身也含有一定的挥发物质, 对浇注料的致密性有不利影响。所以在Ah03-SiC-C质铁沟浇注料的研制中, 应当选用挥发较少的C质材料,同时向浇注料中加入一定的抗氧化剂。 
铁沟浇注料的碳源有很多,包括沥青、石墨、炭黑和焦炭等。除了沥青之外, 其它的碳源材料都属千憎水性材料,在施工时需水量较多;而沥青属于亲水性材料,在施工时需水桩较少,且具有良好的分散性能,通常作为Ah03-SiC-C质铁沟浇注料的主要碳源来使用。但沥青加热后会挥发,随着沥青加入显的提高,浇注料中的显气孔率也随之提高,所以控制沥青在铁沟浇注料中的加入量非常重 要 。 


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