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钢纤维对刚玉质浇注料性能的影响

发表时间:2023-09-25 文章出处:浇注料耐火砖厂家
   
  高性能的刚玉质浇注料主要以板状刚玉、a-Al203超微粉、纯铝酸盐水泥、高效减水剂配制而成,因其具有纯度高、强度大、抗熔渣侵蚀性强、寿命长等优点,广泛应用于炼钢热工设备上。但是,存在的现实问题是:浇注体因炼钢热工设备存在间歇式生产导致温度变化、内部温度梯度差异导致产生热应力裂纹,以及维修时外部机械撞击导致产生机械应力裂纹,致使浇注体表面剥落、开裂,使用寿命下降,甚至造成生产事故。

      鉴于耐火材料属于脆性材料,在浇注料中引人具有高弹性模量、高抗拉强度的耐热不锈钢纤维可以起到增韧补强的效果,它将改变刚玉质浇注料的性能包括内部应力分布,阻止裂纹扩展,提高刚玉质浇注料在高温下的性能包括抗机械冲击和抗急冷急热性能,同时,钢纤维在刚玉质浇注料中均匀分散,形成网络架状起到牵引搭桥的作用,当浇注体出现裂纹后可以把浇注料产生的裂纹界面连接起来,使浇注料在开裂后仍能承载工作,改善刚玉质浇注料的性能。

       在本次试验工作中,研究了钢纤维最佳加入量及耐热钢纤维对高强度刚玉质浇注料性能的影响,通过试验对比发现:钢纤维加入量对不同温度处理后试样体积密度的影响、钢纤维加入量对不同温度处理后试样线变化的影响、钢纤维加入量对不同温度处理后式样常温抗折强度的影响和钢纤维加入量对不同温度热处理后试样常温耐压强度的影响,下面分别介绍。随耐热钢纤维加入量的增加,110℃烘干后试样的体积密度整体呈微增长趋势,1000~1500℃热处理后试样的体积密度波动较大;在钢纤维加人量为2.5%时,中、高温处理后试样表现出较高的体积密度,随后其加人量大于2.5%时,试样体积密度基本呈下降趋势;通过试验可以看出,110℃烘干后试样均发生少量收缩,其线变化波动于-0.09%~0%之间;1000℃热处理后的试样除钢纤维添加1%时收缩,其它添加量时都表现为膨胀,其线变化率在-0.09%~0.31%之间波动。1350℃和1500℃热处理后试样均发生膨胀,并且其线膨胀率基本随耐热钢纤维加人量的增加而呈增大趋势。究其原因:一方面由于钢纤维的热膨胀系数较大,在高温下的膨胀量大于浇注料基体材料的收缩;另一方面因为高温下,a-Al203 与纯铝酸盐水泥带人的CaO反应生成大量的CA6及CA2等矿物晶体,伴随体积膨胀;通过试验还可以看出,随耐热钢纤维加人量的增加,110℃烘干和1000℃热处理后试样的常温抗折强度基本呈增大趋势。在钢纤维加人量为2%时,试样常温抗折强度最低;1350℃热处理后试样常温抗折强度呈不规则变化,在钢纤维加人量为2.5%时,试样常温抗折强度最高;1500℃热处理后试样的常温抗折强度不规则变化,在钢纤维加入量为2%时,试样常温抗折强度显著降低。在钢纤维加入量为1.5%、2.5%、3.5%时,试样常温抗折强度表现良好;110℃烘干后试样的常温抗折强度整体上要比1000℃和1350℃热处理后的高,但随着热处理温度从1350℃升高到1500℃,试样高温下出现液相烧结,并形成CA6和CA,矿物相,在基质中形成网络结构,提高了试样的烧后强度;最后试验发现,钢纤维加入量对不同温度热处理后试样常温耐压强度的影响,110℃烘干后试样的常温耐压强度总体上要比中高温热处理后的高,随着钢纤维加入量的增加,耐压强度先增加后下降,在钢纤维加入量为3%时达到最大值;1000℃热处理后试样的耐压强度随钢纤维的增加上下波动,在1.5%和3%时强度较差;1350℃热处理后试样的耐压强度随钢纤维的增加基本呈下降趋势,在1%、1.5%和2.5%时强度较佳;1500℃热处理后试样的耐压强度随钢纤维的增加呈不规则变化,在1%和2.5%时强度最佳。,以上就是刚玉质浇注料加入钢纤维喉性能的改变,可以发现钢纤维对刚玉质浇注料性能的影响比较明显。

       1100℃水冷循环5次后试样的残余抗折强度和残余耐压强度的影响,随着钢纤维加人量的增加,1100℃水冷循环5次后试样的残余抗折强度基本保持逐渐增加趋势,在钢纤维加入量为3.0%时达到最大;在3.5%时,试样残余抗折强度略有降低。残余耐压强度在钢纤维加入量从1%增加到1.5%时下降,从1.5%增加到2.5%时呈上升趋势;在钢纤维加入量为2.5%时,实验残余耐压强度达到最大;随后在3%和3.5%时,试验残余耐压强度有所减小。通过以上可以看出钢纤维加入量对高强度刚玉浇注料的性能影响比较明显,东工耐材有限公司专门生产耐火浇注料、耐磨浇注料、刚玉浇注料等浇注料系列,可塑料系列不定型耐火材料和耐火砖定型耐火材料。

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