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出铁沟浇注料中各种原材料的作用

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发布时间：

2023-09-05

出铁沟浇注料目前采用较多为低水泥浇注料，材质为铝碳化硅碳质，俗称ASC浇注料，主要是由刚玉、矾土、氧化铝粉、碳化硅、球沥青、炭黑、金属铝粉、金属硅粉、硅微粉、碳化硼、纯铝酸钙水泥等原料构成。

Al2O3骨料是铁沟浇注料的主成分，是构成浇注料的颗粒骨架，刚玉、铝矾土、氧化铝粉这些原料的主要成为是Al2O3，使用时应根据材料的使用条件等综合选定。

铁沟浇注料中添加碳化硅，可以有效地减缓铁沟料中碳的氧化，可以提高出铁沟耐火材料的抗氧化性；SiC膨胀系数低，可以减缓ASC浇注料加热冷却过程的开裂；SiC的热导率高，可以提高ASC浇注料的抗热震性；SiC还可以有效地提高材料的抗冲刷性能，但是当SiC加入量过大时，材料的高温强度下降，因此SiC的加入量需控制在10%~25%。

在铁沟浇注料中，加入球沥青、炭黑等含有碳成分的原料，可以提高耐火材料的抗侵蚀性能，同时还有效减缓铁水熔渣的渗透性，同时提高铁沟料的热导率，抗热震性，可降低耐火材料的抗剥落和开裂。

04 金属铝粉

金属铝粉在铁沟料中属于外加剂，添加金属铝粉后，可以与铁沟浇注料中的水反应生成H2，H2排除后留下细小的排气孔，可有效增加铁沟料内部水分的排出，同时还可以脱掉部分游离水，防止铁沟料在烘烤时产生爆裂。金属铝粉与水反应过程中释放的热量也可以加快脱水速度，加快铁沟料的凝结硬化过程，提高浇注料的强度；此外反应后生成的Al(OH)3凝胶可形成新的结合相，也能提高浇注料的强度。

金属硅粉高温下与碳反应形成碳化硅，优先于碳被氧化，形成一层保护膜，从而减缓铁沟料的氧化，同时可以提高铁沟料的强度及抗氧化性，同时金属硅粉的加入可以降低铁沟料的气孔率，使铁沟料更加致密。

加入微硅粉可以与铁沟料中的碳在高温环境下生成SiC。生成的SiC在基质中呈两种状态，一种是SiC晶须，直径约为0.1~0.5μm，它分布于基质的颗粒与颗粒之间，起到架桥衔接的作用，可以提高浇注料的高温强度；另一种是呈蠕虫状或絮状的SiC，它可以改善铁沟浇注料的显微结构，使浇注料形成SiC结合的Al2O3-SiC-C材料，可以提高浇注料的抗氧化性和抗渣性。

铁水沟浇注料通常用纯铝酸钙水泥作结合剂，加入纯铝酸钙水泥是为了维持铁沟料的低温及中温强度；但是纯铝酸钙水泥中含有CaO，会降低浇注料的侵蚀性，因此铁沟料又叫低水泥浇注料，铁沟料中的CaO含量控制在1.0%以下。

目前高炉出铁沟耐火材料通用的是铝碳化硅碳质浇注料，其有良好的高温强度、抗冲刷性及抗渣铁性能，使用寿命较长。铁沟料中使用的原料都有着不同的作用，粒度较大的原料充当骨料，起到骨架的作用；粒度较小的原料则组成了铁沟料的粉料，与骨料相结合，填充骨料之间的缝隙，而外加剂则是改善铁沟料的一些特殊性能，结合剂则是将原料紧密集合。铁沟料在技术部门确定生产配方时，综合考虑各种原料的加入量，做好铁沟料生产前的第一步工作。