第19期
镁碳质喷补料的研制和应用
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期号 : 2011 年, 第19期
内容简介

    现在使用镁质喷补料多是采用磷酸盐、硅酸盐、铬酸盐等化学结合剂的不含碳的镁质或镁钙质喷补料,采用碳结合以及含碳的镁质喷补料虽有报道,但并没有得到广泛应用。濮阳濮耐高温材料(集团)股份有限公司的研究人员以高纯烧结镁砂为主要原料,以球状沥青为主要结合剂,加入适量鳞片状石墨超细粉来提高材料的抗侵蚀性能,添加适量增塑剂、抗氧化剂、矿化剂和少许聚合磷酸盐结合剂来提高材料的施工性能和使用性能。
    试验主要原料选用氧化镁含量高,体积密度较大的烧结镁砂(w(MgO)≥95.0%);结合剂选用残碳率高、粘结性能好的高温球状沥青(w(固定碳)≥65.0%);石墨选用的是鳞片石墨(w(碳)≥98.0%)超细粉。
    通过前期的试验,确定本次试验石墨加入量为2%。对于球状沥青来说,它的加入量影响到喷补料的结合强度和高温喷补施工时的附着率。若球状沥青的加入量过少,会导致喷补料的结合强度低,影响喷补料的粘附性能;加入量过多,沥青熔化后流动形成自流料,也影响喷补料的粘附性能。本研究初步确定了4组试验配方,优化球状沥青的加入量,并与不含碳的喷补料进行比较,试验配方见表1。
表1 试验配方(w)/%


项目

PF1

PF2

PF3

PF4

PF5

烧结镁砂 <3 mm

65

65

65

65

65

烧结镁砂粉 <0.074 mm

19

17

15

13

26

鳞片石墨<1000目

2

2

2

2

0

球状沥青

4

6

8

10

0

聚合磷酸盐

1

1

1

1

3

增塑剂

3

3

3

3

3

抗氧化剂

3

3

3

3

0

矿化剂

3

3

3

3

3

    根据试验配方,配制喷补料,加水搅拌均匀后在三联模内浇注成型,并分别在室温和200℃烘箱内养护。在常温下成型时,各配方成型试样差别不大,但在200 ℃温度下浇注成型时,因为沥青的熔化及挥发分的排出,造成含沥青的喷补料的试样有不同程度的鼓胀,沥青的含量越多,试样越鼓胀。考虑到喷补料的施工和使用温度,着重检测了个试样在1 000和1 600 ℃烧后性能及在1 000和1 500 ℃的高温抗折强度。
    试验结果显示:(1)在1 000和1 600 ℃烧后,随着沥青加入量的增多,试样的体积密度逐渐降低,未添加沥青的试样体积密度明显比添加沥青的高;随着沥青加入量的增加,试样烧后的常温抗折强度呈逐渐升高趋势,但是当沥青加入量超过8%时,强度开始降低,而且添加沥青的试样抗折强度比未加沥青的低;(3)随着沥青加入量的增加,试样烧后的收缩率有所减小,且加沥青的喷补料的收缩率都不超过0.5%,远小于未添加沥青试样的;(4)随着沥青加入量的增加,试样的高温抗折强度逐渐增大,但当沥青的加入量超过8%时,有减小趋势。不加沥青的喷补料的高温抗折强度虽然不是最低,但明显低于球状沥青含量为8%的喷补料的高温抗折强度。综合分析认为,添加8%的球状沥青较为合理。
    将PF3试样(8%球状沥青)与不含碳的试样(PF5)进行比较。虽然从抗渣性能方面来看,二者差别不大,但是含有沥青的喷补料因高温下的体积稳定性好,可提高喷补料的抗剥落性能,从而会有更高的寿命。
    使用PF3配方生产的喷补料在某钢厂350 t转炉上使用,喷补料的附着率在90%以上,使用10炉后喷补层留存面积比率在50%以上。而使用不含沥青的喷补料喷补时,喷补料的附着率在80%左右,使用6炉后,喷补层的留存面积已经低于50%。 (摘编自《2011全国不定形耐火材料学术会议论文集》)

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