步進底式加熱爐,其使用溫度為1200~1350℃,固態(tài)出渣,燃料為煤氣,氣氛為弱還原性。由于爐底直接接觸熔渣,受熔渣磨損、沖刷、渣侵嚴重。這不但縮短了耐火材料的使用壽命,而且給扒渣造成了極大的困難,從而增大了工人的勞動強度,間接影響了經(jīng)濟效益。為此,通過加入電熔鎂砂作為抗渣劑生產(chǎn)了爐底用抗渣澆注料。
以選特級高鋁礬土為主要原料,同時加入電熔鎂砂粉、硅微粉、α-Al2O3 微粉、純鋁酸鈣水泥及相應的減水劑、緩凝劑(外加)。電熔鎂砂粉與高鋁熟料粉的總加入量一定,通過改變電熔鎂砂粉的加入量,研究電熔鎂砂粉加入量對澆注料性能的影響,從而確定電熔鎂砂粉的最佳加入量。在基質中引入鎂砂粉后,其抗渣性隨著鎂砂粉加入量的增加而增加;當鎂砂粉加入量適當(5%~8%)時,澆注料有較好的抗?jié)B透性。其原因為:鎂砂粉與剛玉粉在高溫下形成鎂鋁尖晶石,有利于抵抗熔渣的侵蝕,鎂砂粉的加入量越多,越有利于上述反應的進行,材料的抗渣侵蝕性越強。除上述反應外,熔渣中的 FeO 也可以固溶于尖晶石中,同時,CaO 與澆注料中的Al2O3反應,FeO和CaO含量的降低使渣的粘度增加,滲透能力降低。
澆注料抗渣性采用靜態(tài)坩堝法。在坩鍋中放入渣,于1450 ℃保溫3 h進行渣侵蝕實驗。冷卻后,垂直底面沿中軸線將坩堝對稱切開,測量渣滲透和侵蝕深度。實驗用渣的化學組成(w)為:CaO 7.42%,MgO 1.06%,SiO234.60%,Al2O3 6.48%,MnO 5.29%,FeO 50.40%,TFe 12.67%,熔化溫度1280 ℃。
當鎂砂粉的加入量少時,生成的鎂鋁尖晶石量少,固溶的FeO少,使渣易滲透;而當鎂砂粉的加入量太多時,加入的鎂砂粉完全與Al2O3反應,使基質中的剛玉相消失,抑制CaO 滲透的能力減弱。因此,鎂砂粉的加入量太多或太少時,均不利于澆注料抗?jié)B透性的提高。綜上所述,從抗?jié)B透性及抗渣侵蝕性兩方面考慮,鎂砂粉的最佳加入量應在 5%~8%范圍內(nèi),生產(chǎn)的抗渣澆注料理化指標如下。
結論 (1)以電熔鎂砂作為抗渣劑時,當采用其加入量為8%而純鋁酸鈣水泥CA-80水泥加入量2%時,常溫強度有最佳值。
(2)澆注料的侵蝕性隨著鎂砂粉加入量的增加而增強抗渣;對于抗渣滲透性而言,在鎂砂粉加入量較低時,隨著加入量的增加而增強,而當鎂砂粉加入量超過 8%時,則隨加入量的增加而變差。
(3)綜合考慮材料的抗渣侵蝕性、抗?jié)B透性、強度和供貨要求等因素,確定鎂砂粉的最佳加入量為 6%。
(4)從施工、烘爐到正式生產(chǎn),該料具有低溫、中溫和高溫時的耐壓強度、抗折強度高,高溫體積穩(wěn)定性能好、熱震穩(wěn)定性好的特點。
(5)該抗渣澆注料已使用12個月,損毀現(xiàn)象較輕微,完全可以用于軋鋼加熱爐抗渣侵要求嚴格的部位。