出铁沟用耐火浇注料的各组成部分都具有哪些性能？

文章编辑：耐火材料发表时间：2022-04-08 浏览次数：77次

出铁沟用Al2O3-SiC-C浇注料一般为低水泥和超低水泥浇注料，主要由Al2O3质骨料、SiC、碳、水泥及各种添加剂等多种物料配合而成，它们在浇注料中的作用如图1所示。

(一)Al2O3骨料

可用于配制Al2O3-SiC-C浇注料的Al2O3骨料有电熔刚玉、棕刚玉、亚白刚玉、烧结氧化铝和高铝矾土熟料。骨料的性能对浇注料的性能有很大的影响，应根据使用条件选定，高档浇注料的主体材料为电熔致密刚玉，中档用电熔棕刚玉，低档用烧结矾土熟料。

(二)SiC

SiC原料的添加主要出于以下几种考虑:

①可以防止碳的氧化，提高出铁沟耐火材料的抗氧化性;

②SiC的膨胀系数较低，仅仅是Al2O3的一半，可以防止耐火材料在使用过程中因反复加热、冷却所引起的脆化;

③SiC原料的导热率高，可以提高耐火材料的耐热震性，这对提高出铁沟耐火材料的抗剥落性大有好处。

(三)碳

在Al2O3-SiC-C浇注料中，碳主要起阻止炉渣渗透的作用，将炉渣限定在耐火材料内衬的表层。同时，碳还使浇注料的热传导率提高，降低弹性模量，提高浇注料的耐热震性，减轻铁水沟内衬的结构剥落和开裂。碳可选用石墨、炭黑、沥青球作碳系原料加入。碳在浇注料中的作用效果与其加入量和碳原料的种类有关，碳的加入量约为4%时，浇注料的抗蚀性。选用挥发分适中的碳原料，浇注料的抗侵蚀性能好。这是由于：

(1)碳原料中挥发分气化，在该气化性气体的压力作用下，碳进入到耐火材料的气孔内壁，形成涂层，可防止熔渣向气孔内渗透;

(2)分散于出铁沟耐火材料中的碳可以降低熔渣对耐火材料内衬的润湿性，从而防止了渣的渗透。

因此，Al2O3-SiC-C浇注料中通常使用沥青球作为碳原料。

(四)水泥

铁水沟用Al2O3-SiC-C浇注料通常用高铝水泥和纯铝酸钙水泥作结合剂。水泥使浇注料获得强度，但加入水泥的同时，向浇注料中引入了CaO，CaO不利于浇注料的抗侵蚀性。另外，水泥用量增加，浇注料的需水量增加，导致浇注料的气孔率提高，体积密度降低，抗侵蚀性降低。因此，铁水沟用Al2O3-SiC-C浇注料一般为低水泥浇注料和超低水泥浇注料，浇注料中CaO含量控制在1.0.~2.5.以下。

(五)硅粉

在高炉出铁沟浇注料中加入硅细粉，在一定温度下，它与浇注料中的碳发生反应：Si+C→SiC。生成的这种SiC呈两种形态存在于基质中：一种是非常细小的，直径约0.1/0.5Mm的纤维状SiC，它分布于基质的颗粒与颗粒之间，起到一种架桥衔接作用，具有SiC纤维的补强效应，因而可明显提高浇注料的烧后强度;另一种是呈蠕虫状或絮状SiC，它改善了浇注料的显微结构，使浇注料形成SiC结合的Al2O3-SiC-C材料，提高了出铁沟料的抗氧化性和抗渣性。

实际使用后观察，在渣-空气界面，添加的硅细粉，可提高出铁沟耐火浇注料的耐侵蚀性。当硅粉的加入量在5%左右时，抗侵蚀性。当硅细粉加入量达到5%以上时，由于碳含量不足，未参与反应的硅增多，抗侵蚀性会变差。

在渣一铁水界面，添加的硅细粉并不能提高耐火材料的耐侵蚀性。由于渣一铁水界面处，氧分压低，即使Si与C反应生成了SiC，也会因发生SiC+2C0—-Si02+3C反应而生成Si02，由于Si02的增加而使出铁沟耐火材料的耐侵蚀性下降。

(六)金属铝粉

出铁沟浇注料中加入金属铝粉之后，生成的H2在浇注料内部形成连通的均匀细小排气孔,有利于内部水分的排出，脱掉部分游离水，防止在烘烤过程中产生爆裂。反应过程中放出的热量也可加快脱水速度,加速浇注料的凝结硬化过程，提高出铁沟浇注料的强度。另外，反应后生成的Al(0H)3凝胶可形成新的结合相，也可能提高浇注料的强度。

尽管添加金属铝粉对提高出铁沟浇注料的中温和高温强度有一定的好处，但加入量不宜过多，否则，会因铝粉与水反应放出大量的氢气，在浇注料体内形成大量连通气孔，使其结构疏松而导致强度下降，抗渣侵蚀性变差。

(七)有机纤维

出铁沟浇注料中加入一些有机纤维也可防止烘干过程中发生爆裂，这是由于有机纤维在浇注料烘干过程中被烧失，留下排气通道。

除了金属铝粉和有机纤维外，增强出铁沟浇注料的抗爆裂性还可采用添加有机气体发生剂法、添加无机化合物发泡剂法等。

(八)聚磷酸钠

聚磷酸钠、聚氰铵类缩合物和萘磺酸盐缩合物等用作浇注料的减水剂，具有分散减水效果，可提高浇注料的体积密度，降低气孔率，提高强度。

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