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化学组成对轻烧镁铝尖晶石结构与性能的影响

2021-05-10陈庆洁周俊虎管锡萍杨冰冰杨金娇

硅酸盐通报 2021年4期

陈庆洁,周俊虎,管锡萍,杨冰冰,杨金娇,李 楠

(1.南华大学化学化工学院,衡阳 421001;2.武汉科技大学,省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室,武汉 430081)

0 引 言

镁铝尖晶石(MgAl2O4)具有熔点高、体积稳定性好、抗渣性好及抗热震性能优良等特点而被用于制造精炼钢包浇注料、钢包透气砖和座砖等设备或部件[1-3]。炼钢工业用尖晶石一般是通过烧结法[4]或电熔法[5]人工合成,烧结法制备尖晶石的温度高于1 700 ℃,电熔法的制备温度高于2 700 ℃。采用高温制备尖晶石的主要目的是获得体积密度高的尖晶石,提高耐火材料的抗渣性。

然而,Yan[6]和方选明[7]等的研究发现,加入轻烧尖晶石(1 600 ℃合成)铝镁浇注料的抗渣渗透性显著优于加入电熔尖晶石的浇注料。这是由于轻烧尖晶石的制备温度较低,使其具有较大的晶格畸变、较小的晶粒尺寸及较高的反应活性,固溶了更多渣中的Fe/Mn离子,提高了浇注料的抗渣渗透性。由此可知,用于钢包浇注料的尖晶石只追求致密化和晶粒最大化是不全面的,致密尖晶石颗粒的反应活性低不易受到熔渣侵蚀,但抗渣渗透性差。因此对于此类尖晶石应从致密性、晶粒尺寸和晶格畸变等方面进行综合考虑。除此之外,尖晶石的化学成分及气孔尺寸也会影响其抗渣性能,但目前关于轻烧尖晶石这些方面的研究报道很少。

本文以工业氧化铝和轻烧镁砂为原料,在1 600 ℃下合成尖晶石,研究不同Al2O3含量对轻烧尖晶石常温物理性能、物相组成、晶格畸变、晶粒尺寸和孔径分布等的影响。……

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