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本文在利用XRD衍射、SEM和化学分析等方法对进口发热保温冒口套的主要物质组成及配比进行了分析,在此基础上,初步确定了自制发热保温冒口以铝粉和氧化铁粉为主要发热材料,以石墨粉为辅助发热原料,以硝酸钾为钾盐氧化剂,以氟铝酸钠为助熔剂,以蛭石为保温材料,以水玻璃为粘结剂,并加入石英砂等辅助原料,进行了进口发热保温冒口的国产化开发。试验过程中,采用固定其他配比,改变单一参数的方法,分别研究了铝粉加入量、氧化铁加入量、硝酸钾加入量、氟铝酸钠加入量、石墨粉加入量对冒口体系点火时间和二次点火后发热反应持续时间的影响。所用测试试样在锤击式制样机上制得,其尺寸为Φ50×15,试样放在680℃的恒温电阻炉中加热,由秒表测试点火时间和二次发热持续时间,并以测得的进口冒口的点火时间和二次发热持续时间为参考,确定了较适宜的每个参数的加入量范围,即:铝粉28%~32%、氧化铁粉4%~6%、钾盐(硝酸钾)3%~5%、氟铝酸钠3%~5%、石墨粉12%~16%、保温材料30%~50%、其他辅料0~5%。分别在加入不同含量的水玻璃粘结剂时制作标准“8”字形试样,并测得抗拉强度。试样的抗拉强度随水玻璃加入量的增加而逐渐增大,但考虑水玻璃加入量增大时,会阻碍发热反应的进行,最终确定水玻璃加入量为16%。吸潮性测试表明,前15天的吸潮速度较快,达到0.37g,之后吸潮速度变慢。15天时的抗拉强度已降到1.0MPa左右。因此,冒口使用前有必要进行烘干处理。根据确定的组分和配比,自制与进口冒口相同尺寸的冒口,并对其进行放热功和现场浇注对比分析。差热分析结果表明,自制冒口的发热功与进口冒口相差无几。获得的自温度-时间曲线表明,虽然两种冒口在不同的时间点表现出不同的发热速度,但两条变化曲线的形状基本相同,自制的发热保温冒口套在性能上能够达到进口冒口的性能。最后,从分层式设计、安放易割片和防止气扑现象三方面分析了自制发热保温冒口套的结构优化问题。