镁钙质中间包干式振动料具有抵抗熔渣侵蚀能力强,对钢水有一定的洁净能力,原料分布广、生产成本低等优点;但是由于其自身易水化,目前使用较少。辽宁科技大学高温材料与镁资源工程学院的研究人员主要研究了Fe2O3加入量对镁钙质干式振动料性能的影响。
原料选择电熔镁钙砂(w(MgO)=53.84%、w(CaO)=23.44%,颗粒体积密度为3.62 g·cm-3);Fe2O3选择耐火材料中最为常用的红色氧化铁,又称氧化铁红(w(Fe2O3)≥99.0%),PF-4012酚醛树脂和硅灰(w(SiO2)=93.44%)等。
本次试验的配方见表1。Fe2O3加入量从0%~4%变化量为1%,Fe2O3的增加与0.075 mm细粉的减少同时进行,且变化量相同。将配制好的原料先进行预混合3 min,再放入搅拌锅内搅拌5 min,倒入40 mm×40 mm×160 mm的模具中。在倒入模具的过程中要边装料边捣打,填充满后在物料的表面使用专业模具打实后带模具上振动台振动15 s。
表1 试验配比(w)/%
序号 |
镁钙砂/mm |
树脂 |
六偏 |
水玻璃 |
硅灰 |
Fe2O3 | ||||
5~3 |
3~1 |
1~0.2 |
≤0.2 |
0.075 | ||||||
0 |
5 |
15 |
30 |
15 |
31 |
2 |
0.5 |
0.5 |
1 |
0 |
1 |
5 |
15 |
30 |
15 |
30 |
2 |
0.5 |
0.5 |
1 |
1 |
2 |
5 |
15 |
30 |
15 |
29 |
2 |
0.5 |
0.5 |
1 |
2 |
3 |
5 |
15 |
30 |
15 |
28 |
2 |
0.5 |
0.5 |
1 |
3 |
4 |
5 |
15 |
30 |
15 |
27 |
2 |
0.5 |
0.5 |
1 |
4 |
成型后的试样放入烘箱220 ℃烘干6 h后脱模,经1 100和1 550 ℃煅烧3 h后,分别根据标准测量方法测量试样的常温抗折强度、常温耐压强度、烧后线变化,1 550 ℃处理后需要增加体积密度的测定。
研究结果:(1)Fe2O3的加入对增加镁钙质干式料的中低温强度及体积密度比较有利;(2)Fe2O3的加入可以有效控制镁钙质干式料线变化率;(3)在镁钙质中间包干式料中加入Fe2O3时一定要控制Fe2O3的加入量,当其加入量超过3%时低温强度明显下降,高温烧后气孔率上升,体积密度下降,线变化加剧;(4)Fe2O3加入量在2%~3%左右较为适当。