山东电熔镁砂加入量对钢包透气砖的性能影响有哪些？
发表时间：2023-10-24 访问量：5583山东电熔镁砂是由菱镁石或烧结镁砂在电弧炉中经2500℃的高温熔融而制成的。电熔镁砂包含的主晶相为方镁石，在结构中粗大的方镁石晶粒彼此之间紧密排列，具有较高的纯度，颗粒间的结构相对很稳固，具有较强的抗渣性和抗热震性，目前作为含碳不烧砖和山东不定型耐火材料优质材质。
配方设计
本文根据氧化镁的加入量初步设定四组方案且加入量依次为3%、4%、5%、6%，记为F1、F2、F3、F4，经过不同温度烧结分析了电熔镁砂微粉的加入量对透气砖性能的影响。
实验结果及讨论
01 电熔镁砂微粉对显气孔率和体积密度的影响 图1和图2依次为试样中加入电熔镁砂110℃，1100℃，1550℃高温烧结后试样致密度的效果图。根据图1和图2可知：试样经过烘箱110℃干燥24h后，由于电熔镁砂的引入量在不断的提高，试样显气孔率呈先降低后增加的趋势，体积密度先增加后呈下降趋势。浇注料分别经过1100℃×4h和1550℃×4h高温烧结后，试样的气孔率随着电熔镁砂加入量的增加呈现先降低后升高的趋势，当电熔镁砂加入量为5%时致密度出现更佳值。
主要原因是：经过1100℃×4h热处理后，浇注料中不断的增加电熔镁砂微粉引入量，此时浇注料使基质中的活性α-Al2O3和电熔镁砂微粉中的MgO发生不同程度的反应并且形成一定数量的镁铝尖晶石，此反应产生一定的体积膨胀，使骨料与基质间的气孔减少并且加强基质间的结合程度，并随着电熔镁砂微粉加入量的增多，气孔率降低，体积密度增加;当电熔镁砂加入量超过5%时，生成过多的镁铝尖晶石，试样中由体积膨胀所形成的细小裂纹转变成毁坏性裂纹，使试样内部组织变得不紧致，由于毁坏性裂纹的增多，结构中的孔隙明显增加，从而试样的显气孔率不断的升高，体积密度不断的减小。1550℃×4h热处理后，试样基质中生成的适量镁铝尖晶石所形成一定的体积膨胀提高了试样组织结构的致密度;当试样基质中镁铝尖晶石生成量达到一定数量时，反应膨胀产生的微裂纹转变成毁坏性裂纹，降低试样基质间的结合程度。
02 电熔镁砂微粉对线变化率的影响 由图3可知，浇注料经过高温处理后，随着电熔镁砂加入量的增加，线变化率也随之增加，不过增大的幅度不是十分明显。由1100℃温度处理后试样刚加入电熔镁砂微粉时，试样出现收缩现象，因为在1100℃时，试样内部的水化产物将会浇注时所结合的水分进而产生收缩，此时试样中的镁铝尖晶石刚刚开始发生反应，该过程所形成的体积膨胀不能抵消收缩所产生的收缩效应。 03 电熔镁砂微粉对常温强度的影响 图4依次试样中电熔镁砂的引入量在110℃，1100℃，1550℃高温烧结后常温强度的效果图。 从图4可以看出：经过110℃×24h烘干后，随着电熔镁砂微粉的加入量提高，常温强度无明显变化;经过1100℃×4h和1550℃×4h热处理后，随着电熔镁砂微粉加入量的提高，试样的常温耐压强度和常温抗折强度都是先逐渐提高后降低的，试样在电熔镁砂加入量为5%时，常温强度均达到更大值;根据加热温度的增加，单个试样的常温强度也显现为不断提高的趋势。 主要原因是：1550℃×4h热处理后，试样基质中生成的镁铝尖晶石不仅能产生一定的体积膨胀来提高试样强度，还能通过促进试样的充分烧结来增加试样强度;当基质中的镁铝尖晶石达到一定数量时，使膨胀形成的微裂纹转变成毁坏性裂纹，因此使试样的内部组织结构不紧致，致密性不断的下降，导致试样的常温强度不断的减小。 04 电熔镁砂微粉对抗渣性的影响 从上文电熔镁砂微粉加入量对电熔铝镁铬透气砖的常温物理性能上看，当加入量为5%时，试样的综合性能更佳。 通过静态坩埚法对检测的试样进行抗渣性实验。试样经过抗渣检测后的切面如图5。图5中F1、F2、F3、F4分别表示电熔镁砂加入量为3%、4%、5%、6%试样的剖面照片。 从图5可以看出：F1、F2试样气孔数量较多，结构不够致密，钢渣相对能够很容易的对试样进行侵蚀，其内部存在气孔的数量和气孔的孔径使得其渣侵蚀较为严重，能够看出侵蚀深度、底部和侧面的渗透深度均比较大，试样抗渣侵蚀性差。F3、F4试样气孔较少，结构相对致密，抵抗渣侵蚀能力较强，渣渗透程度相对较弱，试样抗渣侵蚀性较好。 从图5中可以看出F3、F4试样被侵蚀程度较小，为了进一步分析试样抗渣性的好坏，结合图6试样F3、F4原砖层与过渡层结合部位的SEM照片可以看出：图中红线表示钢渣侵蚀的大致深度，F3试样中渣侵蚀的位置相比于F4试样浅，试样的抗渣性较好。这主要是因为电熔镁砂微粉的加入，使基质中产生了一定数量的镁铝铬尖晶石，基质将产生一定的体积膨胀，使试样的组织结构稳固，随着电熔镁砂微粉加入量的提高，试样的致密程度逐渐增加，抗钢渣的渗透能力也将不断的提高。继续加入电熔镁砂微粉，生成的尖晶石量过多，造成孔隙的形成，致使试样组织结构不牢固，抗渣渗透能力大幅度下降，抗渣侵蚀性也会降低。
