添加電熔鎂鋯合成料的鎂鋯不燒磚組成、結構和性能的研究.pdf

1、隨著潔凈鋼技術的發(fā)展，鋼鐵用耐火材料不僅要保證煉鋼流程安全、高效運行，還要求對鋼水質量有益。含有Al2O3、SiO2、C等組分的耐火材料對某些鋼種使用受到限制，而堿性耐火材料如MgO基、MgO-CaO基材料具有一定凈化鋼水的作用。MgO質耐火材料的熱震穩(wěn)定性和抗渣滲透性不好，通過引入適量的ZrO2組分制成性能有所改進的堿性耐火制品，成為堿性耐火材料的一個研發(fā)熱點。 出于改善鎂質耐火材料的關鍵性能而更均勻地引入ZrO2和簡化工藝、

2、節(jié)能的考慮，本課題以MgO含量97％的電熔鎂砂和ZrO2含量14.33％預合成電熔鎂鋯料為原料，以酚醛樹脂為結合劑，用 400t摩擦壓磚機模壓成型，制備了ZrO2含量分別為0％、2％、4％、6％和8％的鎂鋯不燒磚（MZ0～MZ8），研究了ZrO2含量對其熱震穩(wěn)定性、抗渣侵蝕性、常溫物理性能和力學性能的影響。 由于電熔鎂鋯料和鎂砂的密度差異，前者替代后者后，對鎂鋯不燒磚的體積密度和顯氣孔率產生些微影響。鎂鋯不燒磚的耐壓強度介于10

3、5~120 Mpa，隨ZrO2含量的增加，總體呈上升趨勢?？拐蹚姸却笥?0MPa，隨ZrO2含量增加而漸增。ZrO2在8％以內的引入，提高了1600℃×3h熱處理后鎂鋯不燒磚試樣1500℃的熱態(tài)抗折強度, 自MZ0的0.5MPa提高到MZ8的2MPa。機理在于所用電熔鎂鋯共晶合成料中ZrO2主要富集在MgO的晶界上，增強了原本脆弱的MgO晶界，提高了晶界在高溫下抗滑移的能力。 熱震穩(wěn)定性的評價采用加熱-風冷后測量抗折強度保持率的

4、方法。ZrO2的引入改善了MgO質耐火制品的熱震穩(wěn)定性。各試樣經1000℃-風冷一次后的殘余抗折強度保持率由MZ0的20％提高至MZ8的70％以上。當ZrO2含量高于4％之后，變化趨向平緩。ZrO2的引入對熱震穩(wěn)定性改善的機理認為在于基質內方鎂石和立方氧化鋯熱膨脹系數不匹配導致的微裂紋增韌。 采用CaO/SiO2質量比為3.6的精煉鋼渣進行了1650℃回轉抗渣試驗，對抗渣后部分試樣的顯微結構借助SEM和EDAX做了分析。ZrO2

5、的引入對抗渣性有兩面性?？梢愿纳瓶乖鼭B透性，尤其是以鎂鋯電熔料細粉形式引入時效果更佳。原因在于ZrO2與渣中的CaO反應生成高熔點相CaZrO3，伴隨一定的體積膨脹，可細化熔渣滲透通道。但當ZrO2含量過大達6％-8％時，會造成熱膨脹不匹配效應加劇，產生較大裂紋甚至剝落，抗渣滲透性隨之惡化。ZrO2的引入對抗渣侵蝕性有所不利，隨其含量增加，試樣的侵蝕深度總體呈上升趨勢。當ZrO2≤4％時，以侵蝕損毀為主，蝕損深度約12mm，略有上升；而