感應(yīng)熔煉電爐等靜壓成型堿性爐襯耐火材料的研究

1、感應(yīng)熔煉電爐等靜壓成型堿性爐襯耐火材料的研究馮勝山 李天清 曹金宏（湖北省機(jī)電研究設(shè)計(jì)院 武漢430070）摘要：本文介紹了感應(yīng)熔煉電爐成型爐襯的國(guó)內(nèi)外概況和對(duì)耐火材料的質(zhì)量要求，研究了鎂砂質(zhì)堿性爐襯耐火材料的骨料粒度分布、骨料與細(xì)粉（基質(zhì)）的、氧化鋁微粉、結(jié)合劑、緩凝劑、加水量以及燒結(jié)劑對(duì)耐火材料體積密度、強(qiáng)度及燒結(jié)點(diǎn)等性能的影響。結(jié)果表明：骨料粒度呈正態(tài)分布，骨料與細(xì)粉（基質(zhì)）的比例為70:30，結(jié)合劑1加入量為3%，結(jié)合劑2加入量不超過(guò)2%，Al2O3微粉加入量為4%，加水量宜取78%時(shí)，成型爐襯材料的致密度和強(qiáng)度最高；添加0.2%的緩凝劑1可將鎂砂質(zhì)爐襯材料的可成型時(shí)間延長(zhǎng)3倍以上，并

2、使試樣的后期強(qiáng)度大幅提高；本研究采用的緩凝劑同時(shí)具有燒結(jié)劑作用，燒結(jié)劑1和燒結(jié)劑2均可降低鎂砂質(zhì)爐襯材料的燒結(jié)點(diǎn)，但燒結(jié)劑2的效果更顯著。關(guān)鍵詞：感應(yīng)電爐；爐襯；等靜壓成型；鎂砂The Study on Alkalescence Refractory Material of Isostatic Press Moulding Liner Used in Induction Smelting FurnaceFeng Shengshan Li Tianqing Cao Jinhong (Hubei Research & Design Institute of Mechanical &

3、 Electronic Engineering Wuhan 430070)Abstract The general situation of induction smelting furnace mould liner at home and abroad, quality demands about refractory material of mould liner are introduced in this paper. The effects of granularity distributing of alkalescence refractory bone material of

4、 magnesium sand, the inverse proportion of bone material and power, alumina power, adhesive, retarder, the content of water and sinter on bulk density, intensity and sinter temperature are investigated. Key words induction smelting furnace liner isostatic press moulding magnesium sand 1 感應(yīng)熔煉電爐成型爐襯的國(guó)

5、內(nèi)外概況感應(yīng)熔煉電爐爐襯是感應(yīng)爐的重要組成部分。它除了用于盛裝鋼液進(jìn)行冶煉之外，還起著絕熱和絕緣作用。爐襯按制作方法分類，可分為爐外成型預(yù)制爐襯、爐內(nèi)搗筑整體式爐襯和爐內(nèi)砌筑式爐襯三種。迄今為止，國(guó)內(nèi)冶金和鑄造工業(yè)用于熔煉黑色金屬的各種感應(yīng)電爐（高頻爐、中頻爐、工頻爐）的耐火爐襯仍習(xí)慣采用石英砂、鎂砂等傳統(tǒng)酸性和堿性粉粒狀耐火材料配以一定量的硼酸或水玻璃等粘結(jié)劑，靠人工利用搗固機(jī)等簡(jiǎn)單器械在爐體內(nèi)依金屬胎模（一般為一次性使用）搗筑而成，筑爐時(shí)間長(zhǎng)達(dá)28小時(shí)，熔煉前還需進(jìn)行8小時(shí)以上的自然干燥和烘爐，以便充分排除爐襯內(nèi)的水分并使?fàn)t襯獲得較高強(qiáng)度。這種爐內(nèi)搗筑整體式爐襯的缺點(diǎn)是：工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，作

6、業(yè)環(huán)境惡劣，工作效率低，對(duì)工人的技術(shù)水平要求高，能源消耗量大，爐襯緊實(shí)密度不均，強(qiáng)度低，對(duì)高溫金屬液和熔渣的抗侵蝕能力弱，合金元素收得率低，爐襯絕熱保溫性差，使用壽命短（如熔煉不銹鋼時(shí)鎂砂堿性爐襯僅能連續(xù)使用2065爐次），導(dǎo)致熔煉成本高1。新型等靜壓成型爐襯是采用耐火度高、絕緣性好、粒度級(jí)配合理的多種耐火材料為主要原材料，外加優(yōu)質(zhì)高溫粘結(jié)劑及特殊燒結(jié)劑等，采用干式冷等靜壓設(shè)備壓制成型，并經(jīng)內(nèi)表面助燒結(jié)型涂層處理和適當(dāng)熱處理而制成的空心開(kāi)口實(shí)底圓柱狀耐火制品。這種爐外成型預(yù)制爐襯使用前僅需將其吊進(jìn)爐腔并用普通爐襯混合散料將爐襯與感應(yīng)線圈之間的間隙填實(shí)即可，其強(qiáng)度和緊實(shí)密度高且均勻，壁薄，絕熱保

7、溫性能好，高溫物理化學(xué)性能穩(wěn)定，對(duì)高溫金屬液和熔渣的抗侵蝕能力強(qiáng)，可避免爐內(nèi)搗筑整體式爐襯的前述缺點(diǎn)，不僅使用方便，工人勞動(dòng)效率高（爐襯更換時(shí)間只需3060min），而且使用時(shí)可不用烘爐，另外金屬液雜質(zhì)含量少，合金元素收得率高，爐襯使用壽命長(zhǎng)（如熔煉不銹鋼時(shí)可連續(xù)使用135爐次1；爐齡約為爐內(nèi)搗筑整體式鎂砂質(zhì)爐襯的3倍 2），可廣泛用于熔煉各種金屬及合金，特別適用于熔煉各種合金鋼和合金鑄鐵。英國(guó)FOSECO公司于1981年最早開(kāi)發(fā)用于熔煉黑色金屬的感應(yīng)電爐成型爐襯。德國(guó)COKG公司和英國(guó)RPC公司于1980年代中期也相繼生產(chǎn)出這類成型爐襯。國(guó)外均普遍采用干式冷等靜壓壓縮成型工藝及設(shè)備，耐火材料

8、一般為鋁鎂尖晶石質(zhì)（Al2O3-MgO基復(fù)合材料）和碳化硅質(zhì)。RPC公司還開(kāi)發(fā)出以具有良好的抗剝落性、高溫抗裂性和絕熱性的陶瓷纖維為耐火基料的成型爐襯等耐火制品。西方工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的鑄造企業(yè)已普遍采用專業(yè)生產(chǎn)的商品化系列成型爐襯，并已發(fā)展到將各種高溫金屬液的轉(zhuǎn)運(yùn)包、工藝處理包、澆注包等的內(nèi)襯成型化、商品化、系列化。迄今國(guó)內(nèi)只有沈陽(yáng)等地的兩家公司開(kāi)展了成型爐襯的研制與開(kāi)發(fā)工作，并已投入中試生產(chǎn)，均采用普通的逐層填料-逐層壓實(shí)工藝，常溫抗壓強(qiáng)度不高，緊實(shí)密度不均勻，燒結(jié)性不好，高溫抗裂性不高，導(dǎo)致?tīng)t襯壽命不穩(wěn)定。據(jù)我們?cè)囉梅治?，其原因主要是爐襯的原材料組成、粒度及配比不理想，成型工藝和爐襯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不

9、合理，熱處理工藝也有待改進(jìn)。為了充分滿足廣大鑄造企業(yè)的生產(chǎn)需要，有必要進(jìn)一步研制開(kāi)發(fā)性能更優(yōu)的成型爐襯。2   感應(yīng)熔煉電爐成型爐襯對(duì)耐火材料的質(zhì)量要求成型爐襯按耐火材料化學(xué)性質(zhì)分類，可分為堿性爐襯、酸性爐襯和中性爐襯三種。其中堿性爐襯采用MgO、CaO和BeO等堿性氧化物耐火材料制作。堿性爐襯可用于冶煉各種碳鋼和合金鋼，是應(yīng)用最廣泛的爐襯。 感應(yīng)熔煉電爐成型爐襯對(duì)耐火材料的質(zhì)量要求如下： 2.1 耐火度：爐襯制品應(yīng)具有高的耐火度，避免在成型爐襯材質(zhì)內(nèi)部過(guò)早出現(xiàn)液相，使成型爐襯熔損，降低成型爐襯的最高允許工作溫度。一般而言，煉鋼用成型爐襯的耐火度應(yīng)1700，熔煉鑄

10、鐵應(yīng)1500。  2.2 高溫化學(xué)穩(wěn)定性：用于制作成型爐襯的耐火材料必須具備優(yōu)良的高溫化學(xué)穩(wěn)定性，主要是抗?fàn)t渣的化學(xué)侵蝕能力和抗鋼液的化學(xué)侵蝕能力。成型爐襯材料的堿度水平和爐渣組成的堿度差越大，成型爐襯就越容易被侵蝕。鋼液中的元素如C、Al、Ti、B、Re等在高溫作用下均會(huì)與成型爐襯材料發(fā)生相互反應(yīng)，使成型爐襯遭到侵蝕。 2.3 熱震穩(wěn)定性：成型爐襯在使用過(guò)程中，周期性地經(jīng)受加熱和冷卻的作用，隨之而產(chǎn)生體積膨脹和收縮。這時(shí)成型爐襯內(nèi)部相應(yīng)地產(chǎn)生抗壓應(yīng)力。在應(yīng)力的反復(fù)作用下會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生裂紋。裂紋發(fā)展下去將使成型爐襯破壞。影響成型爐襯制品熱震穩(wěn)定性的因素有成型爐襯砂料的配比、成型壓力、耐火

11、材料的膨脹系數(shù)等。為了延長(zhǎng)成型爐襯的壽命，要求成型爐襯制品具有良好的熱震穩(wěn)定性。 2.4 高溫強(qiáng)度：冶煉過(guò)程中成型爐襯本身承受著各種力的作用，其中包括：爐料對(duì)成型爐襯的沖擊力，鋼液的靜壓力，電磁攪拌運(yùn)動(dòng)時(shí)的作用力以及成型爐襯內(nèi)外溫差應(yīng)力，急冷急熱變化產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力等。由于這些力的作用，要求成型爐襯在高溫和室溫時(shí)必須具有一定的強(qiáng)度，以防止開(kāi)裂。成型爐襯的高溫強(qiáng)度與耐火材料的種類、成型壓力、燒結(jié)工藝、砂料粒度配比等因素有關(guān)。因此，必須從各方面采取措施來(lái)增加成型爐襯的高溫強(qiáng)度，以保證成型爐襯的正常使用。 2.5 絕緣性能：由于鋼液與感應(yīng)圈之間保持一定的電壓差（通常為幾十伏到數(shù)百伏），因此成型爐襯材料

12、須有一定的絕緣性能，以免被擊穿。但是成型爐襯材料的絕緣電阻又不能太大，否則會(huì)影響爐子的電效率。因?yàn)榇帕€通過(guò)成型爐襯壁時(shí)將有一部分磁能損失，成型爐襯壁的電阻越小，磁力線通過(guò)時(shí)損失越小。因此，在保證絕緣的前提下成型爐襯材料的比電阻率應(yīng)盡量小一些，使它既保證絕緣性又滿足提高電效率的要求。常用成型爐襯材料的比電阻率隨溫度升高而下降。成型爐襯材料的純度對(duì)絕緣性和比電阻率的影響最明顯。其中鐵磁性物質(zhì)如Fe3O4、Fe2O3等能明顯地降低絕緣性和比電阻率。其他能形成低熔點(diǎn)化合物的成分也起著相同的作用。為了確保成型爐襯在高溫下安全工作，對(duì)絕緣性能的要求應(yīng)放在首位，電效率可以通過(guò)調(diào)整成型爐襯壁的厚度來(lái)達(dá)到預(yù)期

13、的效果。因此，在實(shí)際選擇成型爐襯材料時(shí)，要求其純度盡可能高一些，以保證高溫下成型爐襯具有良好的絕緣性能。 2.6 絕熱性能：冶煉過(guò)程中成型爐襯內(nèi)外之間的溫差很大，最大可達(dá)14001600。大約有1015%的熱量是由成型爐襯壁向外散失的。減少這部分熱損失可以提高電效率。因此要求成型爐襯材料的絕熱性能好，即成型爐襯材料的導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)當(dāng)?shù)汀?.7 環(huán)保特性：成型爐襯材料在高溫作用下，會(huì)產(chǎn)生揮發(fā)。揮發(fā)物應(yīng)不污染環(huán)境，對(duì)人體健康無(wú)害。2.8 成本：成型爐襯材料作為易耗材料，必須既符合質(zhì)量要求又具有較低成本。3 感應(yīng)熔煉電爐堿性成型爐襯耐火材料的實(shí)驗(yàn)方法本研究以成本低、來(lái)源廣、絕緣性能好的燒結(jié)鎂砂（MgO9

14、6%）為主要原料，采用MgO- Al2O3-SiO2-H2O復(fù)合體系作為結(jié)合劑，添加-Al2O3微粉使其在使用過(guò)程中與MgO反應(yīng)形成尖晶石，利用形成尖晶石過(guò)程中微膨脹產(chǎn)生的微裂紋提高成型爐襯的抗熱震性能，抑制龜裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展，同時(shí)尖晶石的形成有利于提高成型爐襯的抗渣性。本實(shí)驗(yàn)主要研究堿性耐火材料粒度分布、氧化鋁微粉、結(jié)合劑、緩凝劑、加水量以及燒結(jié)劑對(duì)耐火材料體積密度、強(qiáng)度及燒結(jié)點(diǎn)等性能的影響。2.1 試樣制備先將配好的鎂砂骨料（分5-3mm、3-1mm、1-0.088mm三種）加入混碾機(jī)中混碾 2 min，然后加入細(xì)粉繼續(xù)混碾3 min，再加水混碾5min。將混合好的泥料在SAC型錘擊式制樣

15、機(jī)上制作試樣，錘擊次數(shù)為5次?？拐墼嚇訛殚L(zhǎng)條形標(biāo)準(zhǔn)試樣，其尺寸為22×22×150mm；抗壓試樣為圓柱形標(biāo)準(zhǔn)試樣，尺寸為（50±1）×（50±1）mm。脫模后的試樣在空氣中自然養(yǎng)護(hù)2天，再測(cè)試其體積密度和常溫強(qiáng)度，另外繼續(xù)在110烘烤24h后測(cè)試其烘干強(qiáng)度。耐火材料燒結(jié)點(diǎn)和高溫線收縮率的試樣為圓柱形，其尺寸為（11±0.5）×（20±0.5）mm 。2.2 性能檢測(cè)試樣的抗折強(qiáng)度和耐壓強(qiáng)度在SWY型液壓強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行測(cè)試，并根據(jù)試樣斷面尺寸通過(guò)計(jì)算進(jìn)行修正。體積密度D的計(jì)算公式為：DM/V，M試樣質(zhì)量，V試樣體積

16、。耐火材料燒結(jié)點(diǎn)和高溫線收縮率的測(cè)試在SCN802型造型材料高溫性能試驗(yàn)儀進(jìn)行。4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論4.1粒度分布對(duì)耐火材料性能的影響成型爐襯材料的骨料粒度分布、骨料與細(xì)粉（基質(zhì)）的比例對(duì)成型爐襯的使用性能均具有極其重要的影響。合理的粒度分布有利于提高成型爐襯的熱震穩(wěn)定性、抗渣和抗鋼液的化學(xué)侵蝕能力等性能。表1為不同骨料粒度分布特征的配比。圖1所示為不同骨料粒度分布對(duì)試樣體積密度及抗折強(qiáng)度的影響。粗單峰分布試樣的體積密度最小，正態(tài)分布試樣的體積密度最大，同時(shí)正態(tài)分布試樣的常溫抗折強(qiáng)度也最高。相對(duì)常溫強(qiáng)度而言，所有試樣110烘烤后的抗折強(qiáng)度均有所提高。除了細(xì)單峰分布試樣的抗折強(qiáng)度較低外，其它四種分

17、布試樣的抗折強(qiáng)度基本相當(dāng)。因此，從對(duì)成型爐襯材料高致密度和高強(qiáng)度的要求來(lái)看，可以認(rèn)為正態(tài)分布是5種骨料粒度分布中分布最優(yōu)的。表1 不同鎂砂骨料粒度分布特征及粒度組成序號(hào)分布特征粒度分布（%）5-3mm3-1mm1-0.088mm1粗單峰4015152平均2323243雙峰2814284正態(tài)1540155細(xì)單峰151540注：另加0.088mm鎂砂粉、Al2O3微粉、復(fù)合結(jié)合劑、分散劑、緩凝劑和水各若干。 圖1 骨料粒度分布對(duì)體積密度和抗折強(qiáng)度的影響以呈正態(tài)分布的第4組為骨料粒度分布的基礎(chǔ)，改變骨料與細(xì)粉（基質(zhì)）的比例，研究了骨料與基質(zhì)質(zhì)量比對(duì)體積密度和抗折強(qiáng)度的影響。試樣配方見(jiàn)表2，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)

18、圖2。表1 不同鎂砂骨料與細(xì)粉(基質(zhì))的比例及粒度分布序號(hào)骨料:基質(zhì)5-0.088mm鎂砂0.088mm鎂砂粉 氧化鋁微粉復(fù)合結(jié)合劑粉 675:25751825770:30702145865:35652725960:40603325注：另加分散劑、緩凝劑、水各若干。圖2表明：骨料與基質(zhì)質(zhì)量比對(duì)試樣體積密度和抗折強(qiáng)度的影響規(guī)律基本一致，當(dāng)骨料與基質(zhì)質(zhì)量比為70：30時(shí)，試樣的體積密度最大，抗折強(qiáng)度最高；過(guò)高或過(guò)低的比例都不利于提高試樣的體積密度和常溫抗折強(qiáng)度；過(guò)高的細(xì)粉比例還會(huì)使試樣成型所需的加水量增加。上述結(jié)果表明：較優(yōu)骨料粒度分布為正態(tài)分布，較優(yōu)骨料與基質(zhì)質(zhì)量比為70:30。 圖2 對(duì)體積密

19、度和抗折強(qiáng)度的影響4.2 結(jié)合劑對(duì)材料性能的影響本研究采用MgO- Al2O3-SiO2-H2O復(fù)合體系作為結(jié)合劑，其中0.088mm的鎂砂粉是主要結(jié)合劑, 粉狀結(jié)合劑1和粉狀結(jié)合劑2為輔助結(jié)合劑。根據(jù)粒度分布優(yōu)化的結(jié)果，以正態(tài)分布的粒度組成為基礎(chǔ)，進(jìn)一步研究了兩種輔助結(jié)合劑及其加入量對(duì)試樣性能的影響。當(dāng)某一輔助結(jié)合劑加入量增加或減少時(shí)，鎂砂粉相應(yīng)地等量減少或增加。圖3給出不同結(jié)合劑1加入量時(shí)試樣的體積密度和抗折強(qiáng)度的變化規(guī)律。隨著結(jié)合劑1含量的增加，試樣的體積密度逐漸增大，但超過(guò)3%以后，又逐漸降低；當(dāng)結(jié)合劑1加入量超過(guò)2%后，常溫抗折強(qiáng)度和110烘后抗折強(qiáng)度大幅增加。這是因?yàn)樵谡麄€(gè)粒度組成

20、中，結(jié)合劑1的粒度最細(xì)，它可以填充更小的孔隙，所以隨著結(jié)合劑1加入量的增加，試樣的氣孔率降低，其體積密度自然逐漸增大；但當(dāng)結(jié)合劑1加入量為3%時(shí)，試樣達(dá)到最緊密填充，體積密度達(dá)到最大；若繼續(xù)增加結(jié)合劑1含量，試樣的氣孔率反而增加，必然導(dǎo)致體積密度減小。結(jié)合劑1對(duì)抗折強(qiáng)度的影響主要取決于試樣中形成的凝膠數(shù)量和氣孔率，當(dāng)結(jié)合劑1含量小于3%時(shí)，由于形成的凝膠數(shù)量有限，還不能對(duì)試樣的強(qiáng)度產(chǎn)生顯著的影響，當(dāng)結(jié)合劑1含量達(dá)到3%時(shí)，試樣中形成的凝膠足以大幅提高其強(qiáng)度，當(dāng)結(jié)合劑1含量大于3%后，雖然凝膠的形成數(shù)量在增加，但是由于氣孔率也在增加，因此試樣的抗折強(qiáng)度并未隨著結(jié)合劑1含量的繼續(xù)增加而增加，甚至降

21、低。圖3 結(jié)合劑1加入量對(duì)體積密度和抗折強(qiáng)度的影響圖4為結(jié)合劑2加入量對(duì)試樣體積密度和抗折強(qiáng)度的影響。隨著結(jié)合劑2含量的增加，試樣的體積密度先增加后減小，常溫抗折強(qiáng)度變化不大，但是110烘后強(qiáng)度則顯著降低。這表明對(duì)于鎂質(zhì)材料而言，結(jié)合劑2的加入會(huì)降低其烘干強(qiáng)度；此外結(jié)合劑2加入量過(guò)高會(huì)降低鎂質(zhì)材料的耐火度，因此在鎂質(zhì)材料中結(jié)合劑2的加入量不宜過(guò)高，應(yīng)不超過(guò)2%。 圖4 結(jié)合劑2加入量對(duì)體積密度和抗折強(qiáng)度的影響4.3 Al2O3微粉對(duì)材料性能的影響圖5給出Al2O3微粉加入量對(duì)試樣體積密度和抗折強(qiáng)度的影響。Al2O3微粉對(duì)體積密度的影響規(guī)律與結(jié)合劑1對(duì)體積密度的影響規(guī)律相同。由于Al2O3微粉本

22、身沒(méi)有水合作用，本身對(duì)試樣強(qiáng)度的變化不起作用，但是會(huì)影響試樣的氣孔率，間接地影響試樣的強(qiáng)度，因此抗折強(qiáng)度的變化規(guī)律與體積密度的變化規(guī)律相同。Al2O3微粉加入量取4%為宜。圖5 Al2O3微粉對(duì)體積密度和抗折強(qiáng)度的影響4.4 緩凝劑的選擇由于鎂質(zhì)材料在較高的氣溫下水化速度較快，可成型時(shí)間較短，常常出現(xiàn)成型過(guò)程還未完成，但泥料已經(jīng)固化，并因此影響其各項(xiàng)性能。所以必須調(diào)整鎂質(zhì)材料的固化速度，使其固化時(shí)間大于成型過(guò)程所需時(shí)間。在本實(shí)驗(yàn)中，研究了緩凝劑1和緩凝劑2的加入量對(duì)固化速度和強(qiáng)度的影響，其中對(duì)材料固化速度的衡量是通過(guò)目測(cè)以及材料水化后不同時(shí)間內(nèi)強(qiáng)度的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)的。圖6給出了在氣溫為30，相對(duì)濕

23、度為78%的條件下，成型后試樣在空氣中養(yǎng)護(hù)不同時(shí)間耐壓強(qiáng)度的變化規(guī)律。圖6表明：未添加緩凝劑1的試樣初期強(qiáng)度發(fā)展很快，在30min內(nèi)就達(dá)到0.3MPa，在此后的120min內(nèi)變化不大，之后強(qiáng)度再次增大；而添加0.2%緩凝劑1的試樣在120min發(fā)展緩慢，120min時(shí)的強(qiáng)度才達(dá)到未添加緩凝劑1試樣在30min內(nèi)達(dá)到的強(qiáng)度，之后強(qiáng)度大幅增加并超過(guò)未添加緩凝劑1試樣的強(qiáng)度。試樣的強(qiáng)度變化與鎂質(zhì)材料水化后的固化速度密切相關(guān)，固化速度越快則強(qiáng)度的發(fā)展速度也越快。添加0.2%的緩凝劑1可以顯著降低鎂質(zhì)材料水化后的固化速度，未添加緩凝劑1的試樣在30min后耐壓強(qiáng)度試驗(yàn)表明：試樣內(nèi)部已經(jīng)凝固，即未添加緩凝

24、劑1的配料的可成型時(shí)間小于30min。而添加0.2%緩凝劑1的試樣在90min后表面才開(kāi)始固化，經(jīng)過(guò)再次混合后還能再次成型，到120min后試樣內(nèi)部已經(jīng)開(kāi)始固化，即添加0.2%緩凝劑1可以將鎂質(zhì)材料的可成型時(shí)間延長(zhǎng)到90120min之間。表3給出未添加和添加緩凝劑1后試樣體積密度和抗折強(qiáng)度數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)表明：添加緩凝劑1使體積密度有所增大，自然養(yǎng)護(hù)2天后和110烘后強(qiáng)度均有大幅提高。 圖6 緩凝劑1對(duì)試樣耐壓強(qiáng)度的影響（空氣中養(yǎng)護(hù)）表3 緩凝劑1對(duì)體積密度和抗折強(qiáng)度的影響緩凝劑1含量(%)體積密度(g·cm-3)抗折強(qiáng)度（MPa）自然養(yǎng)護(hù)48h110×24h加熱02.64 1.

25、201.240.22.68 1.702.20圖7給出緩凝劑1和緩凝劑2在密封養(yǎng)護(hù)條件下對(duì)強(qiáng)度發(fā)展速度的影響。圖7表明：在密封養(yǎng)護(hù)條件下，在前60min內(nèi)添加緩凝劑1和緩凝劑2的試樣的強(qiáng)度發(fā)展得比未添加的試樣的強(qiáng)度發(fā)展還要快，但是60min后未添加緩凝劑1和緩凝劑2的試樣的強(qiáng)度發(fā)展得比其它試樣的強(qiáng)度要快；添加緩凝劑1的試樣的強(qiáng)度在300min后才開(kāi)始再次增加，并有超過(guò)未添加緩凝劑1和緩凝劑2試樣強(qiáng)度的趨勢(shì)；添加緩凝劑2的試樣的強(qiáng)度在7小時(shí)后不但沒(méi)有提高的趨勢(shì)，甚至還有所降低，此外添加1%的緩凝劑2使其成型所必須的加水量由7.5%提高到9%，因此緩凝劑2不適合作為鎂質(zhì)材料的緩凝劑。圖7 不同緩凝劑

26、含量對(duì)耐壓強(qiáng)度的影響4.5 加水量對(duì)試樣強(qiáng)度的影響圖8給出不同加水量條件下試樣耐壓強(qiáng)度的發(fā)展變化規(guī)律。當(dāng)加水量為6%時(shí)，試樣的耐壓強(qiáng)度在4h內(nèi)均較低，當(dāng)加水量為7%時(shí)，試樣在14h內(nèi)的耐壓強(qiáng)度都最高，當(dāng)加水量為8%時(shí)，試樣在1h后還沒(méi)有產(chǎn)生強(qiáng)度，但1h后試樣的耐壓強(qiáng)度呈直線增加，并在4h后超過(guò)7%加水量試樣的強(qiáng)度。這表明加水量過(guò)低時(shí)試樣的強(qiáng)度較低，同時(shí)固化速度也較快，本實(shí)驗(yàn)中所需加水量為78%。 圖8 加水量對(duì)耐壓強(qiáng)度的影響4.6 燒結(jié)劑對(duì)燒結(jié)點(diǎn)的影響本研究采用的緩凝劑同時(shí)也具有燒結(jié)劑作用。圖9給出了燒結(jié)劑1和燒結(jié)劑2含量對(duì)試樣燒結(jié)點(diǎn)的影響。在測(cè)試耐火材料燒結(jié)點(diǎn)和高溫線收縮率時(shí)，將試樣加熱到1640后讓其隨爐冷卻，再繼續(xù)記錄其線收縮結(jié)果。從圖中可以看出，未添加燒結(jié)劑的試樣在1640時(shí)才觀察到收縮，添加0.4%燒結(jié)劑1的試樣在1500后即觀察到收縮，在1640時(shí)收縮率超過(guò)8% ，添加0