新型铝酸盐水泥的制备和其抗侵蚀性研究.pdfVIP

新型铝酸盐水泥的制备及其抗侵蚀性研究 尚国庆1段峰1荆桂花2 1．西安建筑科技大学材料学院 西安71005 2．青岛赛顿陶瓷纤维有限公司 青岛266101 摘要以白云石和工业A1203为原料，采用烧结法制备了舍镁铝尖晶石的铝酸盐新型水泥，利用X射线衍 铝酸盐水泥中各物相的形貌和分布，测量了新型铝酸盐水泥的凝结时间、耐火度以及所结合高铝矾土制成 的耐火浇注料的旱期强度。选择静态坩埚法进行抗渣性实验，对比了新型铝酸盐水泥和纯铝酸钙水泥结合 刚玉浇注料的抗渣性差异。研究结果表明：新型水泥的物相组成为镁铝尖晶石(MA)，一铝酸钙(CA)和 二铝酸钙(CA2)；分布较为均匀，强度和凝结时间正常，耐火度和抗侵蚀性高于纯铝酸钙水泥，其原因在 于水泥组成中镁铝尖晶石相的引入，镁铝尖晶石有较高的熔点和抗熔渣侵蚀能力。 关键词镁铝尖晶石； 铝酸盐水泥；抗侵蚀性 中图分类号TQl74文献标识码：A 近年来铝酸盐水泥结合的耐火浇注料的应用不断增长，其中钢包浇注料中往往含有预先合成的或在使用 过程中生成的镁铝尖晶石，以提高耐火材料的热震稳定性和抗侵蚀性[1-71，这主要是由于镁铝尖晶石(MA) 改变了渣的成份，使渣的粘度提高，从而大大降低了渣的进一步渗透、侵蚀。铝酸盐水泥的使用会向体系 刚玉浇注料中CaO的含量，可以提高耐火浇注料的使用温度。有资料显示【lo．1¨，铝酸盐水泥中部分CaO被 提高铝酸盐水泥的耐火性能，也可提高其结合的浇注料的使用温度和抗侵蚀性。这种水泥可通过两种方法 制得，一是铝酸盐水泥与镁铝尖晶石的直接混合；另一种便是天然白云石与A1203的烧结反应直接生成含镁 铝尖晶石的铝酸盐水泥。其中第二种制备方法成本更低廉，有研究者【lo】采用第二种方法制备了含镁铝尖晶 石的铝酸盐水泥，但主要研究了这种新型水泥的强度增长规律及添加剂对强度的影响，关于其耐火性能和 抗侵蚀性能则没有涉及。本文采用了第二种方法用天然白云石和工业A1203制得了新型含镁铝尖晶石的铝酸 ·260· 盐水泥，测定新型铝酸盐水泥的凝结时间、耐火度以及所结合高铝矾上制成的耐火浇注料的早期强度。采 用静态坩埚法进行抗渣性实验，重点对比了新型铝酸盐水泥和纯铝酸钙水泥结合刚玉浇注料的抗渣性差异。 1 实验 1．1原料及配料组成 相图确定配料组成点落入CA．CA2．MA分三角形内，理论计算配料点的化学及矿物组成见表2。 表1原料的化学组成 MgO CaO Si02 Fe203 A1203 灼减 白云石 20．15 31．3l 1．67 0．18 0．22 46．53 工业A1203 ， 一 ．0．0799．31 0．62 表2 配料点的理论化学及矿物组成 M譬O CaO Si02 Fe203A1201CA CA2 MA C2AS C：F 化学和矿物组成 12．5l 19．43 1．04 0．16 66．96 48．02 4．86 44．15 4．75 0．27 1．2实验过程 将原料放入Q3 0 5×30 5 铝尖晶石的铝酸盐水泥。对产物进行XRD分析和SEM观察及EDS微区成分分析，测定了含镁铝尖晶石的 铝酸盐水泥的凝结时间和耐火度，作为对比，同时测定了法国拉法基铝酸盐水泥(secar71)的耐火度。另外， 以优质铝矾土为骨料和细粉，分别使用本实验所制备的含镁铝尖晶石的铝酸盐水泥作为结合剂(加入量为 8wt．％)，制备高铝矾土浇注料试样，同时制备了配比相同的拉法基铝酸盐水泥与镁铝尖晶石的混合物结合 的浇注料试样作为对比，各试样在空气中自然养护24小时，脱模后，在烘箱内110。C下干燥24小时，分别 测量其干燥后强度。 选择静态坩埚法进行抗渣性实验，分别以本次研制的含镁铝尖晶石的铝酸盐水泥和法国拉法基铝酸盐 水泥为结合剂，以刚玉为骨料和细粉，制备成100x100x100 克装入坩埚中，放入高温电炉中煅烧，在1600C温度下保温3小时，待电炉完全冷却后将试样取出。沿坩 埚直径方向切开，测量钢渣侵入深度，依次由钢渣侧到耐火材料侧划分为变质区和未变区，分别制成试样