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含SnO2的耐火浇注料

2012年01月05日 08:52 耐火材料网 尹永光/文

    铜冶炼工业用含铬耐火材料存在六价铬污染的问题。为了寻求不含铬的替代产品,做了大量研究,其中耐火浇注料是一个很好的发展方向。有研究表明,SnO2添加剂可作为铜冶炼用浇注料的显微结构改性剂并提高浇注料的抗侵蚀性。波兰的研究人员选取了几种耐火浇注料,以SnO2为添加剂,研究了SnO2对浇注料性能及显微结构的影响。
    试验选取了六种低水泥耐火浇注料,所用主要原料有:红柱石、矾土熟料和电熔镁铝尖晶石,此外还采用了改性添加剂。六种配比的化学组成(w)如下:(A)红柱石质:Al2O3 56.1%、SiO2 37.4%、Fe2O3 0.8%、添加剂5.7%;(B)红柱石质:Al2O3 54.4%、SiO2 36.2%、Fe2O3 0.7%、添加剂(包括SnO2)8.7%;(C)矾土质:Al2O3 83.0%、SiO2 10.1%、Fe2O3 1.4%、添加剂5.5%;(D)矾土质:Al2O3 80.5%、SiO2 9.9%、Fe2O3 1.4%、添加剂(包括SnO2)8.2%;(E)尖晶石质:Al2O3 71.9%、MgO 21.4%、SiO2 4.2%、Fe2O3 0.3%、添加剂2.2%;(F)尖晶石质:Al2O3 67.5%、MgO 19.9%、SiO2 4.1%、Fe2O3 0.3%、添加剂(包括SnO2)8.2%。
    将配好的浇注料组分在搅拌机中干混30 s,再加水湿混2 min。然后振动浇注成65 mm×114 mm×230 mm尺寸的试样,室温下养护24 h后脱模,再在室温下放置48 h后,在110 ℃烘干8 h。选取试样分别在200、600、800、1 000、1 200和1 300 ℃下热处理2 h。根据相关标准检测试样的开口气孔率、表观密度和常温耐压强度;采用水银测孔计检测试样的孔径分布(试样尺寸为φ24 mm×24 mm,假定水银与所有试样的接触角均为130度);采用X射线衍射仪检测试样的物相组成;采用坩埚法进行抗侵蚀试验:采用φ50 mm×50 mm(内孔尺寸为φ28 mm×25 mm)的坩埚试样,加入15g铜作侵蚀剂,在1 300 ℃热处理8 h。
    研究结果:(1)向浇注料基质中添加SnO2,对1 000~1 300 ℃范围热处理后试样的常温耐压强度和开口气孔率影响不大;(2)向浇注料中添加SnO2引起直径小于1 μm气孔数量的增加,该类气孔的数量和浇注料的材质有关:红柱石和矾土质浇注料中的该类气孔增加幅度较大,数量也较多,尖晶石质的变化不大;(3)添加SnO2改善了浇注料1 300 ℃的抗铜侵蚀性;浇注料的抗侵蚀性不仅与材料的气孔参数有关,也和材料中的相组成有关;其中红柱石质浇注料(A和B)的抗铜侵蚀性最好。
(编译自《UNITECR′2011论文集》)

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