電熔鎂砂制備鎂質(zhì)干式凝聚工藝的研究

電熔鎂砂制備鎂質(zhì)干式凝聚工藝的研究

1電熔鎂砂/酚醛樹脂結(jié)合劑用致密材料代替現(xiàn)有的材料是一種新型不定型建筑材料。它以電熔鎂砂為主要原料，固體酚醛樹脂作結(jié)合劑，具有隔熱、保溫、凈化鋼水、翻包容易等優(yōu)點(diǎn)，可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鎂質(zhì)涂料及絕熱板，使用壽命大幅度提高。2劑和劑的確定選擇高檔電熔鎂砂及高純燒結(jié)鎂砂為主要原料，原料的理化指標(biāo)如表1所示。由于中間包搗打料為完全干性，所以試驗(yàn)中采用的結(jié)合劑為固體酚醛樹脂。它是一種粉末狀結(jié)合劑，要求常溫下烘烤強(qiáng)度大，容易脫模；在使用過程中不污染鋼水，不降低產(chǎn)品高溫性能，并且使用該結(jié)合劑后，對(duì)高溫強(qiáng)度有增強(qiáng)作用。3分析與討論3.1產(chǎn)品常溫及中高溫中間包干式料的特點(diǎn)之一就是提高施工效率，縮短烘包時(shí)間。本次試驗(yàn)選擇固體酚醛樹脂作結(jié)合劑，參照該結(jié)合劑的強(qiáng)度指標(biāo)，選擇基本加入量為6%。m為一個(gè)加入檔次。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：當(dāng)最大加入量為6%+3m及最小加入量為6%-3m時(shí)，產(chǎn)品常溫及中高溫指標(biāo)出現(xiàn)明顯的差異。加入量為6%+3m時(shí)，試塊常溫強(qiáng)度明顯增大，而中高溫強(qiáng)度變化不明顯，并且顯氣孔率嚴(yán)重增大，如圖1a所示。加入量為6%-3m時(shí)，試塊常溫強(qiáng)度較低，不能滿足現(xiàn)場(chǎng)脫模的要求。分析以上現(xiàn)象，認(rèn)為是因?yàn)檫@種結(jié)合劑具有較高的揮發(fā)性。加入量增加時(shí)，中溫階段揮發(fā)量增加，氣孔率增加，而且成本也增加；結(jié)合劑減少時(shí)，結(jié)合能力下降，干式料烘烤后的結(jié)合強(qiáng)度也就下降，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1b所示。由于結(jié)合劑較少，在顆粒邊緣出現(xiàn)較大的、結(jié)合不好的裂縫。但當(dāng)結(jié)合劑加入量為2m時(shí)，產(chǎn)品表現(xiàn)出良好的效果，理化指標(biāo)見表2。3.2促燒劑的加入量中間包干式料的另一個(gè)特點(diǎn)是工作襯材料是在使用過程中由里向外逐步完成燒結(jié)的。由于所采用的原料是高耐火度的鎂砂材料，燒結(jié)性較差，產(chǎn)品強(qiáng)度不高，為了使其在使用過程中達(dá)到燒結(jié)以免在鋼水的作用下產(chǎn)生上浮損壞工作襯，影響使用性能，試驗(yàn)中添加了一定量的促燒劑。促燒劑的加入明顯改善了產(chǎn)品高溫下的燒結(jié)性能（見圖2）。由圖2看出：當(dāng)促燒劑加入量增加時(shí)，干式料的線收縮、氣孔率等均有明顯的改變。當(dāng)最大加入量超過3n后，產(chǎn)品高溫?zé)缶€變化明顯增大。因此，為了確保干式料的綜合性能良好，促燒劑的最佳加入量為3n。因?yàn)楫?dāng)促燒劑超過3n時(shí)，試樣與鋼水接觸層收縮加劇，且燒結(jié)層厚度增加，給翻包帶來困難。3.3試樣組成分析在干式料使用過程中，渣的侵蝕是影響其使用效果的主要因素，而渣侵蝕往往是由于溶蝕沖刷或沿裂縫進(jìn)行的。所以，為了使干式料在使用中同時(shí)具有燒結(jié)和抗侵蝕性能，試驗(yàn)中加入了一定量的外加劑，一方面可以提高耐侵蝕性，另一方面可以促進(jìn)燒結(jié)。此外，為了使工作襯具有更好的熱震性能，試驗(yàn)時(shí)加入了外加劑D。通過一系列對(duì)比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：當(dāng)結(jié)合劑加入量為2m、促燒劑加入量為3n時(shí)，用坩堝法測(cè)定其耐侵蝕性（鋼渣理化指標(biāo)見表3，試樣處理工藝為1550℃×3h），外加劑C的加入量在4c、D的加入量在d時(shí)，侵蝕厚度最小，抗侵蝕性能最好。試樣受侵蝕后的組成線性分析如圖3所示。其中a圖是加入外加劑C和D的渣侵蝕成分線性能譜曲線，圖中顯示鈣和鐵的氧化物均勻地浸入了試樣中，而b圖則顯示出未加入外加劑C和D的渣中鈣、鐵氧化物非均勻浸入的能譜曲線。3.4中間干法式料的質(zhì)量指標(biāo)通過試驗(yàn)，確定主要原料、配比及各種添加材料的加入量如表4所示，中間包干式料的各項(xiàng)物理指標(biāo)見表5。由表5看出：干式中間包工作襯的體積密度比較高，線變化適中，中溫時(shí)的抗折強(qiáng)度完全滿足中間包的使用要求。4澆注鋼及爐數(shù)為了檢驗(yàn)干式工作襯的效果，在某鋼廠20t電爐配套使用的10t中間包上試用。中間包的具體參數(shù)與試驗(yàn)結(jié)果如下：中包溫度：1530±10℃；澆注鋼種：20CrMnTi（品種鋼）；澆鋼時(shí)間：28～30min/爐；澆注時(shí)間：48.5h；澆注爐數(shù)：99爐；殘襯厚度：渣線厚度10～15mm；渣線以下及包底35～40mm；燒結(jié)層15～20mm；松散層15～20mm；翻包情況：非常容易。本次試驗(yàn)配合中包快換水口共同使用，使用時(shí)間達(dá)48.5h，如果按照殘襯計(jì)算侵蝕速度，估計(jì)使用時(shí)間應(yīng)在60h左右。5結(jié)合劑中包鋼殼5.1由于采用高純?cè)?，加入特殊的結(jié)合劑及外加劑，所研制的干式料完全能夠滿足高效長(zhǎng)壽連鑄化澆鋼的要求，使用壽命大幅度提高。與鎂質(zhì)涂抹料相比，應(yīng)用該中間包干式料可使中包鋼殼的溫度降低30～40℃，這對(duì)改善操作環(huán)境、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、降低鋼水熱量損失及防止鋼殼蠕變都具有良好的作用，還可以減少鋼水夾雜，凈化鋼水。5.2以固體粉狀酚醛作結(jié)合劑的干式料中加入適量的促燒劑、外加劑等，可獲得較好的使用性能。與鎂質(zhì)涂料中包工作襯相比