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鋁酸鹽水泥對鋼包透氣磚及座磚的影響

    座磚在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)裂紋、恒斷裂和掉塊現(xiàn)象，嚴重影響其使用壽命，改善其抗熱震性是提高其使用壽命的重要途徑。目前瞎励，透氣磚方面的研究較多，而座磚方面研究不多切役。在本工作中蒜肥，研究了鋁酸鹽水泥加入量對剛玉和尖晶石質鋼包透氣磚座磚性能的影響，期望提高透氣磚座磚的使用壽命蕉妇，增強其安全系數(shù)碟堵，滿足煉鋼廠的使用要求。

    鋼包透氣磚是鋼水精煉底吹氬工藝中最關鍵的功能性元件腹忽，其使用條件非忱蠢郏苛刻。鋼包透氣磚按組裝方式可分為內裝式整體透氣磚和外裝式透氣磚組合兩種窘奏，其透氣磚芯均需配套座磚進行保護嘹锁。

    目前座磚普遍采用澆注成型，經(jīng)養(yǎng)護着裹、干燥和烘烤后直接使用领猾。座磚在使用過程中主要經(jīng)受以下作用：

1、座磚工作面反復受急冷急熱作用骇扇，容易導致座磚斷裂和剝落;

2摔竿、受到鋼水及渣的侵蝕、滲透少孝；

3继低、受到高溫鋼水強烈的沖刷及磨損。因此韭山，要求座磚應具有高的強度郁季、好的抗熱震性和優(yōu)良的康渣侵蝕性能冷溃。

　　以白剛玉顆粒(5~3腻危、3~1、0~1mm)為骨料碰素，剛玉粉(≤0.074mm)為骨料雇法，鋁鎂尖晶石粉(≤0.074mm)、活性α氧化鋁微粉為細粉媒邀，純鋁酸鈣水泥為結合劑嗜吉，聚丙烯纖維、偶氮甲酰胺滴推、碳酸氫鈉及復合防爆劑聚丙烯纖維+碳酸氫鈉等為防爆劑熄自。原料的組成見下表1驻碟。

 

    將原料按配比稱量，干混均勻后专菠，加入減水劑和適量水卸禽，用攪拌機充分攪拌均勻后，振動成型后160mm×40mm×40mm的試樣茄敲，自然養(yǎng)護24h后脫模洪稿。脫模后自然干燥24h，再在110℃干燥24h狠持，然后在高溫試驗爐內于1560℃保溫3h疟位。

    按照YB/T5200-1993檢測試樣的顯氣孔率，按照YB/T5201-1993檢測試樣的常溫抗折強度和耐壓強度喘垂，按照YB/T5203-93檢測試樣的線變化率甜刻。

    將1560℃燒后試樣經(jīng)1100℃水冷3次后，測量其殘余抗折強度并計算其強度保持率王污，以此來評價試樣的抗熱震性罢吃。試樣經(jīng)振動成型為50mm×50mm×50mm的樣塊，試驗爐膛尺寸不小于350mm×150mm×150mm昭齐，試驗爐預先升到設定溫度400尿招、600、800℃阱驾，并均保溫30min就谜。將脫模后的試樣成型面朝上迅速放入試驗爐內，立即關閉爐門保溫30min里覆，觀察其抗爆裂性丧荐。

    結果與討論，純鋁酸鈣水泥加入量對試樣常溫性能的影響?

　　下圖1顯示出了不同溫度處理后各試樣的顯氣孔率哮瓦。從圖可以看出圣辩，隨著純鋁酸鈣水泥加入量的增加，110℃干燥后顯氣孔率略有降低岛盗，其原因為隨水泥加入量的增加其水化量也增加匆罗，而水泥水化是體積增加的反應，水泥水化體積增加從而填充了氣孔萄尽；還有一個原因是隨水泥加入量從2%增加到6%记辖，1500℃燒后試樣的顯氣孔率明顯增加，從12.5%增加到18.9%倡照∶缙裕　　

 圖1 不同溫度處理后各試樣的顯氣孔率

　　下面的兩個圖片分別示出了不同溫度處理后各試樣的常溫抗折強度和耐壓強度。從圖2声屯、圖3可以看出惫饲，隨著水泥加入量的增加褂圣，110℃干燥后常溫抗折強度及耐壓強度逐漸增加，強度增加是由于水化量增加裤础，導致膠結強度增加禀综；1550℃燒后常溫抗折強度及耐壓強度先增加后降低，然后再增加苔严，在水泥加入量6%時最低定枷，分析原因認為隨著水泥加入量的增加，形成了板狀CA6增加了強度届氢，但同時伴隨著體積變化又破壞強度欠窒，在相互作用之間形成強度變化，特別是在水泥加入量達到6%時體積發(fā)生最大變化退子，對強度的影響也最大岖妄。

 圖2 不同溫度處理后各試樣的常溫抗折強度

　　

 圖3 不同溫度處理后各試樣的常溫耐壓強度

    總體來說，隨著水泥加入量的增加寂祥，試樣的常溫強度先增加后略有降低荐虐，顯氣孔率和線變化明顯增加。水泥加入量為6%時丸凭，試樣的顯氣孔率和線變化率最大福扬，常溫強度最低。主要因為水泥加入量分數(shù)為6%時惜犀，1550℃燒后試樣中生成的六鋁酸鈣(CA6)量最大铛碑，導致試樣的體積明顯膨脹，顯氣孔率增加势纺，強度下降赦锰，當水泥加入質量分數(shù)超過6%時，多余的CaO可與剛玉顆粒反應形成CA6或二鋁酸鈣(CA6)演茂，致使其膨脹量下降灼址。

水泥加入量對試樣抗熱震性的影響

　　　

 圖4水泥加入量對1550℃燒后試樣抗熱震性的影響

　　從上圖4可以看出，隨著水泥加入量的增加件银，經(jīng)1100℃水冷3次后試樣的抗折強度保持率逐漸增加肤轿，試樣的抗熱震性得到改善，水泥加入質量分數(shù)為10%時轨来，熱震后強度保持率最大肢抚⌒诟模抗熱震性得到改善的原因與高鋁水泥加入量增加后所形成的CA6含量和顯微形貌有關基霞，反應生成的板片狀CA6能夠提高試樣的抗熱震性。

    實際生產(chǎn)中僵禁，烘烤后座磚成品率由原來的60%提高到98.5%阎瘩。采用水泥加入量6%~10%色罚、添加了復合防爆劑的高純剛玉尖晶石底吹氬透氣磚座磚在某大型鋼廠150t轉爐鋼包上進行了批量試驗，使用壽命由原來的平均31次提高到平均36次账劲，取得了較好的效果戳护。

結論

1、隨著水泥加入量的增加瀑焦，110℃干燥后試樣的常溫抗折強度及耐壓強度逐漸增加腌且，1550℃燒后試樣的常溫抗折強度及耐壓強度先增加后降低，然后再增加榛瓮，燒后線變化率先增加后降低铺董。水泥加入量6%時強度最低。顯氣孔率和燒后線變化率最大禀晓，其性能最差精续。

2、隨著水泥加入量的增加粹懒，1100℃水冷3次熱震后重付，1560℃燒后試樣的強度保持率逐漸增加，抗熱震性得到改善凫乖，水泥加入質量分數(shù)為10%時抗熱震性最好涵店。

3、添加防爆劑試樣的抗爆裂性能得到明顯改善馅拥，尤其采用碳酸氫鈉或碳酸氫鈉+聚丙烯有機纖維復合的防爆劑抗爆裂效果最好胸叠。

4、采用水泥加入量6%~10%遇托、添加復合防爆劑的高純剛玉尖晶石底吹氬透氣磚的壽命由原來的平均31次提高到平均36次债烹。

 

 

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