镁铝尖晶石耐火材料的合成及其性能研究

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浸入式水口的使用寿命是衡量连续铸钢生产效率的一个重要指标。在浇铸过程中,浸入式水口饱受高温钢水的冲刷和保护渣的侵蚀,还常常因氧化铝的粘附而发生堵塞,降低了水口的使用寿命,并恶化了钢坯的质量。因此,开发具有防止氧化铝附着和洁净钢水双重作用的浸入式水口用耐火材料,对于连铸的顺行以及洁净钢的生产有着十分重要的意义。 本研究以理论组成镁铝尖晶石为骨料,以镁砂和α-Al2O3为基质料,通过固相反应烧结法一步合成了浸入式水口用尖晶石耐火材料,考察了基质料含量、骨料粒度和成型压力对合成尖晶石线收缩率、显气孔率以及体积密度等性能的影响;采用X射线衍射仪(XRD)分析了试样的相组成,利用扫描电镜(SEM)观察了其显微结构;比较了合成尖晶石材料与浸入式水口用氧化铝-碳材料防止氧化铝附着及抗渣侵蚀性能。 通过实验和分析得出以下结论:(1)以理论组成尖晶石(粒度<177μm)、镁砂(粒度<88μm)和α-Al2O3(粒度<44μm)为原料,按n(尖晶石)/n(镁砂)/n(α-Al2O3)=20/40/40进行配料,在200MPa压力下成型,经1600℃×2h烧成,可以合成性能良好的尖晶石耐火材料。 (2)增加基质料含量、增大骨料粒度和成型压力,有利于控制试样的线收缩率。利用骨料和基质料间的体积效应,可以获得致密化程度较好、线收缩率较低的尖晶石耐火材料。 (3)与浸入式水口用氧化铝-碳材料相比,尖晶石耐火材料具有良好的防止氧化铝附着及抗渣侵蚀性能。
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