摘要
低密度高强钢是钢铁冶金的发展方向之一，其熔渣主要以高铝组分为特征。铝镁浇注料是目前钢包内衬的常用材料，但在冶炼铝镇静钢时易在钢水中形成铝镁尖晶石夹杂物，降低钢水纯净度。本文针对此问题，对比铝镁浇注料，研究六铝酸钙加入量对刚玉浇注料性能的影响，探究六铝酸钙质浇注料与不同高铝高硅和高铝低硅的CaO-Al2O3-SiO2系熔渣的作用行为，并添加ZrO2/TiO2对六铝酸钙浇注料进行优化以进一步探究其抗渣性能。得到以下主要结论: (1)六铝酸钙自身的片状结构使得其在烧结过程中交错叠加，桥连了骨料与基质，增加了浇注料的强度。但六铝酸钙原料本身的表面粗造程度和气孔率远高于刚玉，由其所制备的浇注料制作时需要更多的加水量，导致浇注料在烘干及高温热处理后气孔率大幅上升，线收缩率增加。 (2)高铝高硅的CaO-Al2O3-SiO2系熔渣对六铝酸钙质浇注料的侵蚀机理为:六铝酸钙耐火材料高气孔率使得高温下大量熔渣通过气孔进入耐火材料内部，渣中SiO2快速与材料中Al2O3和CaO等形成低熔点相，材料渗透严重。添加的ZrO2和TiO2在高温下易与Si元素易反应形成低熔点相，造成基质剥落，材料损毁。在不同铝含量的高铝高硅熔渣中，当熔渣粘度达到一定程度，六铝酸钙浇注料在反应界面开始形成一层CA2层，阻挡熔渣的渗透。 (3)高铝低硅的CaO-Al2O3-SiO2系熔渣对六铝酸钙质浇注料的侵蚀机理为:刚玉-六铝酸钙浇注料与熔渣反应界面处形成一层钙铝硅酸盐层，造成材料损毁;但材料中不断形成的高熔点相CA2填充了气孔，阻挡了熔渣对耐火材料的渗透。六铝酸钙原料自身气孔率高，熔渣与CA6反应生成的CA2远不足以填充大尺寸气孔，熔渣中的Si元素更易与耐火材料中的CA6反应生成液相，材料抗渗透性差。 (4)对于高铝高硅的CaO-Al2O3-SiO2系熔渣，抗渣性由好至坏顺序为:铝镁浇注料＞刚玉-六铝酸钙浇注料＞六铝酸钙浇注料;对于高铝低硅的CaO-Al2O3-SiO2系熔渣，抗渣性由好至坏顺序:刚玉-六铝酸钙浇注料＞铝镁浇注料＞六铝酸钙浇注料。
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