低水泥剛玉澆注料用途廣泛，有關(guān)低水泥剛玉澆注料(包括添加氧化鉻、尖晶石、氧化鎂)產(chǎn)品研制與應(yīng)用的文章很多，但系統(tǒng)研究低水泥剛玉質(zhì)澆注料高溫抗折強(qiáng)度影響因素的工作還未見(jiàn)報(bào)導(dǎo)。高溫抗折強(qiáng)度是澆注料的一個(gè)重要性能指標(biāo)，為此，本工作初步研究了純鋁酸鈣水泥、氧化鋁微粉、氧化鉻微粉、尖晶石粉以及燒成溫度對(duì)低水泥剛玉基澆注料高溫抗折強(qiáng)度的影響。
1試驗(yàn)
1. 1原料
采用的原料為板狀剛玉、電熔白剛玉、工業(yè)氧化鉻微粉(Cr203含量98.5%)、α-Al203微粉(Dm≈4um)、Secar71水泥和燒結(jié)尖晶石粉(Al203含量76%，MgO含量23.5%)。
1. 2 試驗(yàn)方法
將上述原料按骨料與基質(zhì)質(zhì)量比為72:28配料，共配制了3個(gè)系列的試樣。第I系列為5組不含尖晶石粉的低水泥剛玉澆注料，第Ⅱ系列為5組添加粒度<0.045mm的尖晶石和氧化鉻微粉的低水泥燒注料， 第Ⅲ系為添加粒度<0.022mm尖晶石的低水泥澆注料。將配料混合均勻后振動(dòng)澆注成型經(jīng)110℃ 24h干燥后，依據(jù)需要，分別在不同溫度下燒成，體積密度、顯氣孔率、加熱永久線變化率、耐壓強(qiáng)度和高溫抗折強(qiáng)度的測(cè)定分別按有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
2結(jié)果與討論
表1為5組不含尖晶石粉的低水泥剛玉澆注料的試驗(yàn)配方。表2為1600℃ 3h燒后試樣的性能指標(biāo)以及110℃ 24h烘干后試樣的高溫抗折強(qiáng)度試樣1為本試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)配方，其加熱永久線變化率為0。
表1不含尖晶石原料的試驗(yàn)配方(W)
表2 無(wú)尖晶石原料的試樣于1600℃ 3h燒后的性能指標(biāo)
由表1和表2可知，與試樣1相比，試樣2增加了2%的水泥含量，導(dǎo)致加熱永久線變化率增大，體積密度變小，顯氣孔率變大，高溫抗折強(qiáng)度降低;試樣3增加了3%的氧化鉻微粉含量，試樣4同時(shí)增加氧化鋁微粉含量和水泥含量，燒后線變化均為0，高溫抗折強(qiáng)度無(wú)明顯變化；試樣5在增加氧化鉻微粉和水泥含量的同時(shí)，去掉了氧化鋁微粉，導(dǎo)致加熱永久線變化率增大，體積密度變小，顯氣孔率變大，高溫抗折強(qiáng)度明顯降低。試樣1-試樣5110℃ 24h烘干后的高溫抗折強(qiáng)度與1600℃燒后的相比變化都不大。對(duì)不含尖晶石原料的低水泥剛玉澆注料的研究結(jié)果表明，加熱永久線變化率和高溫抗折強(qiáng)度有對(duì)應(yīng)關(guān)系，試樣膨脹越大，高溫抗折強(qiáng)度越低。
表3為5組添加粒度<0.045mm的尖晶石和氧化鉻微粉的低水泥澆注料的試驗(yàn)配方。表4為1600℃ 3h燒后試樣的性能指標(biāo)。
表3 添加粒度<0.045mm的尖晶石的試驗(yàn)配方(w)
表4 添加<0.045mm尖晶石的試樣于1600℃ 3h燒后的性能指標(biāo)
由表3和表4可知，5個(gè)試樣于1700℃燒后的高溫抗折強(qiáng)度均比1600℃燒后的高溫抗折強(qiáng)度高;同試 樣7相比，試樣6的水泥含量減少1%，燒后線變化略有降低，高溫抗折強(qiáng)度下降明顯;試樣8試樣9的水泥含量增加，加熱永久線變化率也增加，高溫抗折強(qiáng)度下降明顯;試樣10同時(shí)增加了尖晶石和α-Al2O3微粉含量，燒后線變化為0.1%，高溫抗折強(qiáng)度明顯提高。含粒度<0.045mm的尖晶石的低水泥鉻剛玉澆注料的試驗(yàn)結(jié)果表明：水泥含量對(duì)高溫抗折強(qiáng)度影響較大；在添加適量水泥的同時(shí)，適當(dāng)增加尖晶石含量，可明顯提高高溫抗折強(qiáng)度，并能控制加熱永久線變化率。
表5為4組添加粒度<0.022mm的尖晶石的低水泥澆注料的試驗(yàn)配方。表6為1700℃ 3h燒后試樣的性能指標(biāo)。
表5添加粒度<0.022mm的尖晶石的試驗(yàn)配方(w)
表6添加<0.022mm尖晶石的試樣于1700 C 3 h燒后的性能指標(biāo)
由表5和表6可知，4組試樣在1700℃燒后的高溫抗折強(qiáng)度均明顯高于1600℃燒后的；試樣11沒(méi)有添加α -Al203微粉和氧化鉻微粉，加熱永久線變化率為0.3%，其高溫抗折強(qiáng)度最低;同試樣11相比，試樣12添加了3%的氧化鉻微粉，其加熱永久線變化率為0，高溫抗折強(qiáng)度有所增加；試樣13、試樣14降低了尖晶石粉的加入量，同時(shí)增加α-Al203微粉，加熱永久線變化率均為-0.1%，燒后的高溫抗折強(qiáng)度有大幅提高，比未添加α-Al203微粉的試樣12還高得多這一組試驗(yàn)表明，α-Al2O3微粉對(duì)高溫抗折強(qiáng)度影響較大。
比較試樣7和試樣14可以看出，尖晶石粒度小的試樣14，其燒后高溫抗折強(qiáng)度高，說(shuō)明尖晶石粒度對(duì)高溫抗折強(qiáng)度影響較大。
3結(jié)論
(1)加熱永久線變化率和燒結(jié)溫度與低水泥剛玉質(zhì)澆注料的高溫抗折強(qiáng)度關(guān)系密切；燒后膨脹越大， 高溫抗折強(qiáng)度越低；1700℃燒后試樣的高溫抗折強(qiáng)度高于1600℃燒后試樣的高溫抗折強(qiáng)度，1600℃燒后試樣的高溫抗折強(qiáng)度與110℃ 24 h烘干后試樣的高溫抗折強(qiáng)度變化不大。
(2)水泥含量、α-Al2O3微粉、尖晶石粒度及加入量對(duì)低水泥剛玉質(zhì)澆注料的高溫抗折強(qiáng)度影響較大。 控制加熱永久線變化率，添加合適的水泥、α-Al2O3微粉和粒度細(xì)的尖晶石粉可以得到高溫抗折強(qiáng)度高的試樣。