H2O2加入量对ρ-Al2O3结合刚玉浇注料抗爆裂性能的影响
2022-04-21王战民冯海霞曹迎楠许应顺
王 欢 王战民 冯海霞 曹迎楠 柳 军 许应顺
中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司先进耐火材料国家重点实验室 河南洛阳471039
以铝酸钙水泥为结合剂会引入CaO,影响浇注料的高温性能[1],以ρ-Al2O3为结合剂则不存在这方面的问题[2]。但是,ρ-Al2O3的水化产物密度较低,容易堵塞气孔,导致浇注料的透气性能较差;同时,其水化产物在300~500℃急剧脱水形成大量水蒸气[3]。因此,ρ-Al2O3结合浇注料的抗爆裂性能较差。
目前,改善浇注料抗爆裂性能的主要方法是添加铝粉、有机纤维、偶氮甲酰胺和乳酸铝等防爆剂[4]。防爆剂在提高浇注料的抗爆裂性能的同时,也存在许多问题[5-9]:铝粉容易导致浇注体发生膨胀或开裂,且产生的氢气也有遇火燃烧、爆炸的风险;有机纤维在浇注料中难以分散均匀;偶氮甲酰胺容易导致浇注体内产生大量裂纹;乳酸铝会在浇注体中形成永久裂纹,影响浇注料的抗侵蚀性能。
H2O2在常温下能够自发分解成水和O2,是一种环境友好型发泡剂[10-11]。在本工作中,选用H2O2作为ρ-Al2O3结合刚玉浇注料的防爆剂,主要研究了H2O2加入量对浇注料抗爆裂性能的影响。
1 试验
1.1 原料
试验用主要原料为:粒度5~3、3~1和≤1 mm电熔白刚玉颗粒和粒度≤0.074 mm的电熔白刚玉细粉,d50=1.198μm的活性α-Al2O3微粉,d50=0.268 μm的SiO2微粉,w(H2O2)=30%的过氧化氢溶液;d50=2.4μm的ρ-Al2O3粉;减水剂为六偏磷酸钠。主要原料的化学组成见表1。

表1 主要原料的化学组成Table 1 Chem ical com position of starting materia ls
1.2 试样制备及检测
按表2配料。在料袋中用手预混2~3 min后,倒入搅拌锅中干混90 s,再加水湿混150 s,然后添加过氧化氢溶液搅拌15 s,混练好的料立即采用40 mm×40 mm×160mm、50mm×50mm×50mm和φ50mm×50 mm的模具振动120 s浇注成型。……
