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详解ufSiO2结合的镁碳质浇注料

发布日期： 2017-12-07 00:00:00 阅读量（716）作者：

耐火浇注料已广泛地在钢包中使用，但是，在钢包渣线部位的苛刻使用条件下，常常会因熔渣沒透到耐火材料的基质中，而加快了损毁，因为热面上的熔渣渗透层往往会引起剥落(也称结构剥落造成若干厚度的耐火材料损失，从面加快了耐火材料的损毁。因此，防止熔渣渗透便成为我们研究的一个重要课题。

解决熔渣向耐火材料中渗透，通常使用两种不同类型的添加剂。第一类添加剂如Cr2O3、ZrO2等氧化物，与熔渣反应以改变其组成和粘度，从而达到限制熔渣渗入到耐火材料中的目的。第二类添加剂是不被熔渣组分润湿并防止物理性渗透。后者最有说服力的例子是向耐火材料中引入炭素。由于炭素引入到耐火材料中而使耐火材料性能发生了本质的变化，同时也会带来一些技术问题。

在MgO-C质不定形耐火材料中，石墨添加剂是碳的一种形式。碳可以分为石墨和不定形碳，但像焦炭、沥青等不定形碳的抗侵蚀及抗氧化性很差，难以作为含碳不定形耐火材料的组分使用。

在石墨中，土状石墨在水中的分散性好，但挥发分多，抗氧化性差。鳞片状石墨和人造石墨挥发分少，但分散性差，并且存在随着石墨添加量的增加，用水量也增加的缺点，鱗片状石墨的抗氧化性能好。

为了提高添加到不定形耐火材料中鱗片状石墨的分散性，应该对它进行改性处理，该方法有：

(1)表面涂层法。石墨表面涂层法是利用水对大多数氧化物、碳化物等材料具有良好的润湿性，以喷雾法或在高速冲击机中，利用物料的冲击力、压缩力、摩擦力和剪切力等所做的机械功，在石墨表面覆盖一层氧化物、碳化物或亲水性炭素，提高石墨亲水性的方法。

例如：用TiO2涂布石墨粉法，使水对石墨的润湿性、石墨粉的流动性和抗氧化性都得到改善。选择TiCl3与氨水在一定的加入速度和一定湿度下反应，在石墨表面生成TiO2涂层面使石墨改性。

(2)破碎体法。将石墨和其他耐火原料按一定比例混合均匀，然后压坯或成球，经一定温度焙烧处理而得到致密、高强坯体，最后破碎成不同粒级的颗粒料，通过向不定形材料中放入这种颗粒料，从而达到引入石墨的目的。

(3)造粒法。该法是指在外力作用下，用结合剂将石墨与石墨，石墨与其他耐火物料相互粘结在一起，而成为造粒的核心(粒核)，随着石墨和其他物料继续向上粘结，粒核不断长大，最后成为有一定粒度和密度的大颗粒。

在MgO-C质浇注料中加水量与碳之间的关系(碳为5%)

图1 在MgO-C质浇注料中加水量与碳之间的关系(碳为5%)

表1 碳材料的性质

碳材料的性质

采用不同炭素制成的MgO-C质浇注料，其需加入水的数量也是不同的。如今井功等采用(表1)碳的试验研究结果表明：加入5%不同的炭素的MgO-C质浇注料达到与Al2O3-MgO质浇注料的流动值时，其用水量的差别相当大，如图1所示。

图2给出了固定加水量6.8%的不间石墨加入方式浇注料的流动值。加入石墨的方式有：

(1)以改性沥青为结合剂制备的碳-石墨颗粒(PC);

(2) 以酚醛树脂为结合剂制备的氧化镁-石墨颗粒(MC);

(3) 以无水酚醛树脂为结合剂制备的镁白云石-石墨颗粒 (MDC);

(4) 经表面涂层的石墨(SC);

(5) —般鳞片状石墨(FC)。

含石墨碱性浇注料流动值(碳为10%)

图2 含石墨碱性浇注料流动值(碳为10%)

不同碳原料的MgO-C质浇注料流动值

图3 不同碳原料的MgO-C质浇注料流动值

表2 炭素原料性能

炭素原料性能

图3给出了固定加水量为6.8%，不同面体炭素原料与流动值的关系。表2示出了各种炭素原料的性能。

图2和图3表明以石墨为主炭素来源组成浇注料时，流动值按MC > MDC > PC > SC >FC，直接把鳞片状石墨加入浇注料中的效果最差，经特殊处理的石墨均起到改善流动性能的效果。而加入其他炭素材料，如碳黑、石油焦、沥青和碳黑等浇注料也比加入鳞片状石墨浇注料有较大的流动值。

为了提高MgO-C质浇注料的性能可向配料中添加沥青粉和碳黑。

在MgO-C质浇注料中，添加沥青与碳黑比例对其致密性的影响如图4所示，它表明，单独添加碳黑时浇注料的显气孔率较低而且致密，但干燥时水分排出困难，MgO水化产生裂纹。随着沥青增加，显气孔率增大，其比例大于0.2时就可以抑制裂纹的产生，因而并用0.2以上的沥青粉和少于0.8的碳黑粉，可获得较致密且不产生裂纹的施工体。

表3实验混合料的组成与石墨含量的关系

实验混合料的组成与石墨含量的关系