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    ρ-Al2O3對剛玉尖晶石澆注料性能的影響研究

    2016-09-18 03:36:40包生重楊建紅李曉星李致遠(yuǎn)唐新平
    陶瓷學(xué)報(bào) 2016年4期
    關(guān)鍵詞:鋁酸鈣剛玉中溫

    包生重,楊建紅,李曉星,李致遠(yuǎn),唐新平

    (中國鋁業(yè)鄭州有色金屬研究院有限公司,河南 鄭州 450041)

    ρ-Al2O3對剛玉尖晶石澆注料性能的影響研究

    包生重,楊建紅,李曉星,李致遠(yuǎn),唐新平

    (中國鋁業(yè)鄭州有色金屬研究院有限公司,河南 鄭州 450041)

    通過一系列試驗(yàn),研究了ρ-Al2O3對剛玉尖晶石澆注料綜合性能的影響。結(jié)果表明:ρ- Al2O3能夠促進(jìn)鋁酸鈣水泥的膨脹效應(yīng)反應(yīng),抵消水化產(chǎn)物脫水造成的收縮,能夠明顯提高鋁酸鈣水泥結(jié)合澆注料試樣的中溫強(qiáng)度(800 ℃)和降低永久線變化率。當(dāng)ρ- Al2O3含量為7wt.%時(shí),中溫強(qiáng)度最高,并大于110 ℃烘干強(qiáng)度;在無鋁酸鈣水泥和硅微粉添加的條件下,僅采用ρ-Al2O3做結(jié)合劑,其試樣的中溫強(qiáng)度較低,高溫(1400 ℃)強(qiáng)度不穩(wěn)定;對于低硅或無硅含量要求的澆注料,或中溫下要求尺寸變化小、強(qiáng)度高的澆注料,可采用鋁酸鈣水泥和ρ-Al2O3配合使用的方式,但在大量使用時(shí)ρ-Al2O3的加入量不宜超過3wt.%。

    剛玉澆注料;尖晶石;ρ-Al2O3;鋁酸鈣水泥;中溫強(qiáng)度;施工性能

    0 引 言

    剛玉質(zhì)及剛玉尖晶石質(zhì)澆注料具有較高的耐火度,良好的體積穩(wěn)定性,以及優(yōu)良的抗侵蝕性,廣泛的應(yīng)用于冶金、建筑、石油化工等行業(yè)[1-3]。剛玉質(zhì)及剛玉尖晶石質(zhì)澆注料多采用鋁酸鈣水泥作為結(jié)合劑,其用水量小,脫模強(qiáng)度高,施工方便。然而在鋁酸鈣水泥帶來便利的同時(shí),也引入了CaO。在高溫下CaO可以與澆注料中或使用環(huán)境中的Al2O3、SiO2等反應(yīng),生成低熔點(diǎn)物質(zhì),如黃長石、鈣長石等,一定程度上影響了高溫使用性能[4]。再者由于鋁酸鈣水泥形成的水化礦物,在中高溫區(qū)間(800-1200 ℃)脫水,體積收縮,形成疏松的結(jié)構(gòu),并且在此溫度區(qū)間下,不能陶瓷化,造成澆注料制品的強(qiáng)度大幅降低。ρ-Al2O3結(jié)合的剛玉澆注料,由于不含CaO,使用溫度能夠超過1700 ℃,但其通常需要與硅微粉結(jié)合使用,以降低燒結(jié)溫度和增加強(qiáng)度[1, 3]。

    冶金與化學(xué)工業(yè)經(jīng)常需要硅、鈣含量低,強(qiáng)度高的剛玉澆注料制品,并且其實(shí)際使用溫度可能在800-1200 ℃之間。對于低或超低鋁酸鈣水泥含量的純剛玉質(zhì)澆注料來說,其純度也許能夠滿足要求,但在800-1200 ℃的使用區(qū)間,其強(qiáng)度會(huì)大幅降低,甚至不能滿足使用的需要。

    本文在剛玉尖晶石澆注料的基礎(chǔ)上引入ρ-Al2O3,通過一系列的試驗(yàn),研究其對剛玉尖晶石澆注料強(qiáng)度及綜合性能的影響。

    1 試 驗(yàn)

    1.1 原 料

    用燒結(jié)板狀剛玉、富鋁尖晶石為骨料,板狀剛玉細(xì)粉、富鋁尖晶石細(xì)粉、煅燒α-Al2O3微粉為基質(zhì),純鋁酸鈣水泥、p-Al2O3(Alphabond300)為結(jié)合劑,加入適量的分散性氧化鋁作減水劑,配制試驗(yàn)所需的澆注料。

    其中燒結(jié)板狀剛玉的綜合Al2O3含量99.5wt%,鎂鋁尖晶石的綜合Al2O3≥74wt.wt.%,煅燒氧化鋁微粉的綜合Al2O3≥99.6wt.%,活性ρ- Al2O3微粉的綜合Al2O3含量為99.8wt.%(去除灼減后),分散性氧化鋁的綜合Al2O3含量為80wt.%,純鋁酸鈣水泥的綜合Al2O3含量為73wt.%[5]。

    試驗(yàn)過程采用了三組配方:第一組配方是在原剛玉尖晶石配方的基礎(chǔ)上,逐步增加ρ- Al2O3的比例;第二組配方是在第一組配方試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,固定ρ- Al2O3的比例,改變鋁酸鈣水泥的比例;第三組配方是僅采用ρ- Al2O3不采用鋁酸鈣水泥。分別如表1、2、3所示。

    表2 澆注料試驗(yàn)配方(Ⅱ)/wt.%Tab.2 Formula for castable test(Ⅱ)

    1.2 性能測試

    按上述表中的配比準(zhǔn)確稱取各種原料,參照YB/T5202.1-2003標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制樣,養(yǎng)護(hù)24 h后脫模,再經(jīng)110 ℃×24 h烘干,部分試樣根據(jù)試驗(yàn)需要分別再進(jìn)行800 ℃×3 h或1400 ℃×3 h燒成。樣品尺寸為160 mm×40 mm×40 mm。

    根據(jù)需要,對上述表1、2、3中試樣的測試各有側(cè)重。對表1中試樣,主要測量了其用水量,常溫抗折強(qiáng)度和中溫?zé)罂拐蹚?qiáng)度。對表2中的試樣主要測量了其用水量,常溫抗折強(qiáng)度、中溫?zé)罂拐蹚?qiáng)度、高溫?zé)罂拐蹚?qiáng)度,以及相應(yīng)的中溫和高溫?zé)蟮木€變化率等。對于表3中的試樣,主要測量了其中溫和高溫?zé)蟮膹?qiáng)度。

    在這些性能測試中,均參照了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),如YB/T5200-1993、YB/T5201- 1993、YB/T5203-1993、GB 3001-2000等。當(dāng)然,除了這些標(biāo)準(zhǔn)測試項(xiàng)目外,還對澆注料施工性能、脫模后制品表面狀況等進(jìn)行了觀察和直觀的評價(jià)。

    表3 澆注料試驗(yàn)配方(Ⅲ)/wt.%Tab.3 Formula for castable test(Ⅲ)

    試樣檢測試驗(yàn)中所用的儀器設(shè)備有JJ-5型水泥膠砂攪拌機(jī),GZ-85型水泥膠砂振動(dòng)臺(tái),160 mm×40 mm×40 mm 標(biāo)準(zhǔn)三聯(lián)模,NLD-2水泥膠砂流動(dòng)度測定儀,試樣養(yǎng)護(hù)箱,鼓風(fēng)干燥箱,高溫井式爐,1400 ℃箱式爐,常溫抗折試驗(yàn)儀,高溫抗折試驗(yàn)儀,游標(biāo)卡尺,氣孔率、體密測定儀等。

    1.3 應(yīng)用檢測

    根據(jù)試驗(yàn)檢測的結(jié)果,選擇綜合性能好的配方進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用測試。每次配料量在100 kg以上,采用JS-250強(qiáng)制攪拌機(jī)攪拌,澆筑成長方體結(jié)構(gòu)的制品,在有空調(diào)的房間內(nèi)養(yǎng)護(hù),溫度10-25 ℃,濕度大于等于30wt.%。主要檢測澆注料的實(shí)際施工性能,以及脫模后的形貌、烘干性能等。

    應(yīng)用試驗(yàn)中所用的設(shè)備有電子秤、JS-250強(qiáng)制攪拌機(jī)、大型振動(dòng)臺(tái)、自制模具、大型鼓風(fēng)干燥箱等。

    2 結(jié)果與討論

    2.1 ρ- Al2O3添加量的影響

    根據(jù)表1中的配方進(jìn)行制樣并檢測。結(jié)果顯示,隨著ρ-Al2O3含量的增多,澆注料的用水量呈現(xiàn)遞增性變化,如圖1所示。

    通過抗折強(qiáng)度測試,發(fā)現(xiàn)隨著ρ- Al2O3含量的增多,其常溫抗折強(qiáng)度呈先增加后降低的趨勢,但中溫?zé)髲?qiáng)度整體呈上升趨勢,如圖2所示。

    在ρ- Al2O3含量3wt.%-4wt.%時(shí),常溫抗折強(qiáng)度最高,而在ρ- Al2O3含量7wt.%時(shí),中溫?zé)罂拐蹚?qiáng)度最高,且等于常溫抗折強(qiáng)度。沒有添加ρ-Al2O3的0#樣中溫?zé)髲?qiáng)度最低。

    此外,在加水?dāng)嚢韬椭茦拥倪^程發(fā)現(xiàn),當(dāng)ρ-Al2O3含量超過4wt.%以后,澆注料粘度大幅增加,流動(dòng)性有所降低,用水量也增加較多。當(dāng)ρ- Al2O3含量達(dá)7wt.%至8wt.%時(shí),試樣在800 ℃燒后,表面呈現(xiàn)細(xì)微裂紋,1400 ℃燒后,表面有明顯微裂紋。

    圖1 用水量隨ρ- Al2O3含量的變化Fig.1 Changes of water usage with different ρ- Al2O3content

    圖2 常溫及中溫強(qiáng)度隨ρ- Al2O3含量的變化Fig.2 Changes of normal temperature and mid temperature strength with ρ- Al2O3content

    2.2鋁酸鈣水泥及超微粉的影響

    固定ρ- Al2O3的含量,通過改變鋁酸鈣水泥以及超微粉氧化鋁的比例,觀察試樣的性能變化。配方如表2所示。按照表2配方制樣,其用水量變化不大。如圖3所示。

    在抗折試驗(yàn)前,對部分試樣進(jìn)行了中溫(800 ℃)和高溫(1400 ℃)燒后的永久線變化測量,其結(jié)果如圖4所示。此外,試樣在不同溫度點(diǎn)處理后的冷態(tài)抗折強(qiáng)度如圖5所示。

    圖3 各試樣的用水量Fig.3 Water usage for each sample

    圖4 中溫及高溫?zé)蟮木€變化率Fig.4 Permanent change rate of mid temperature and high temperature sintering

    圖5 不同溫度處理后試樣的冷態(tài)抗折強(qiáng)度Fig.5 Cold bending strength of samples treated with different temperature

    表4 配方2-1.3#試樣抗熱震性能試驗(yàn)前后的強(qiáng)度Tab.4 Strength of 2-1.3# sample before and after thermal shock resistance test

    從測試結(jié)果來看:

    (1)在固定ρ- Al2O3含量7wt.%時(shí),鋁酸鈣水泥及α-A超微粉的比例變化對用水量的影響不大,用水量基本穩(wěn)定在7.6wt.%-7.8wt.%。

    (2)含有ρ- Al2O3試樣(A-F)的永久線變化率均比較小,相比之下沒有添加ρ- Al2O3的1-0#樣永久線變化率較大。

    (3)在固定ρ- Al2O3含量7wt.%時(shí),鋁酸鈣水泥含量由3wt.%增加到5wt.%,其110 ℃烘干強(qiáng)度、中溫?zé)髲?qiáng)度、高溫?zé)髲?qiáng)度的變化不大。

    (4)在固定ρ- Al2O3含量7wt.%時(shí),α-A超微粉含量由5wt.%增加到7wt.%,其110 ℃烘干強(qiáng)度、中溫?zé)髲?qiáng)度、高溫?zé)髲?qiáng)度的變化不大。

    (5)在固定ρ- Al2O3含量7wt.%時(shí),澆注料試樣的中溫?zé)髲?qiáng)度總是大于等于其110 ℃烘干強(qiáng)度。

    選取實(shí)驗(yàn)后效果較好的2-1.3#試樣,首先在不同溫度下進(jìn)行處理,然后在800 ℃下進(jìn)行抗熱震實(shí)驗(yàn),5次后測量其抗折強(qiáng)度,結(jié)果如表4所示。數(shù)據(jù)顯示,試樣的熱振穩(wěn)定性較好,當(dāng)經(jīng)過中高溫處理過的試驗(yàn),其剩余強(qiáng)度的比例降低。

    此外,在加水?dāng)嚢韬椭茦拥倪^程發(fā)現(xiàn),所有試樣粘度均較大,流動(dòng)性略差。在800 ℃或1400 ℃燒后,其表面均有微裂紋出現(xiàn)。

    2.3 僅ρ- Al2O3作為結(jié)合劑

    固定ρ- Al2O3含量7wt.%時(shí),去掉鋁酸鈣水泥,調(diào)整α-A超微粉氧化鋁的比例,觀察試樣的性能變化。

    按照表3配方制樣,并對不同配方不同溫度點(diǎn)試樣做冷態(tài)抗折實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖6所示。

    從測試結(jié)果來看:

    (1)固定ρ- Al2O3含量為7wt.%,無鋁酸鈣水泥的情況下,α-A超微粉含量從8wt.%-3wt.%變化,中溫?zé)罂拐蹚?qiáng)度都維持在3MPa左右,且變化不大。

    (2)固定ρ- Al2O3含量為7wt.%,無鋁酸鈣水泥的情況下,α-A超微粉含量從8wt.%-3wt.%變化,1400℃燒后抗折強(qiáng)度不穩(wěn)定,波動(dòng)較大。

    (3)此外,在加水?dāng)嚢韬椭茦拥倪^程,所有試樣粘度均較大,流動(dòng)性差,脫模強(qiáng)度低。脫模后多數(shù)有局部掉塊的現(xiàn)象出現(xiàn),個(gè)別試樣甚至脫模時(shí)就斷裂。

    2.4 應(yīng)用試驗(yàn)

    根據(jù)前面的檢測試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)2-1.3#配方的中溫強(qiáng)度最高,于是按照此配方配制100 kg,在JS-250攪拌機(jī)中攪拌,加水量7.6wt.%,準(zhǔn)備澆筑呈1 m左右長的長方體結(jié)構(gòu)制品。然而在攪拌過程中發(fā)現(xiàn),澆注料放熱,在沒有攪拌均勻前就已經(jīng)凝固。

    降低澆注料中ρ- Al2O3含量,并添加0.2wt.%的檸檬酸鈉以延長其凝固時(shí)間。采用1-3#配方配制100kg料(ρ- Al2O3為3wt.%),在JS-250攪拌機(jī)中攪拌,加水量7.6wt.%,澆筑成1 m左右長的長方體結(jié)構(gòu)制品。本次試驗(yàn)完成了澆筑,澆注料的有效可施工時(shí)間約為26 min。自然養(yǎng)護(hù)2天后脫模,并在鼓風(fēng)干燥箱中烘干,目標(biāo)溫度300 ℃。然而當(dāng)溫度在250- 300 ℃區(qū)間時(shí),卻發(fā)生了爆裂。

    進(jìn)一步降低ρ- Al2O3含量,采用1-2#配方配制100kg料(ρ- Al2O3為2wt.%),按照相同的程序進(jìn)行澆筑、烘干。澆注料的有效可施工時(shí)間約為32 min。烘干過程在250 ℃左右保溫了一段時(shí)間,再緩慢升高至300 ℃。烘后完好!

    2.5 結(jié)果討論

    鋁酸鈣水泥結(jié)合的剛玉澆注料,依靠其水化反應(yīng),形成CA·nH2O或CA2·nH2O或C12A7·nH2O等水化產(chǎn)物,從而產(chǎn)生一定的強(qiáng)度。其試樣在中溫?zé)螅?00 ℃)強(qiáng)度低,是由于水化產(chǎn)物脫水反應(yīng),造成體積收縮,形成疏松狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)溫度在900 ℃以上時(shí),結(jié)合水將完全脫除,原有晶格破壞,并開始出現(xiàn)新的礦相,即二次CA、CA2化(膨脹效應(yīng)反應(yīng)),但并沒有產(chǎn)生燒結(jié)。直到1200 ℃以上,澆注料才會(huì)出現(xiàn)燒結(jié),即陶瓷化,并且繼續(xù)伴有新的礦物生成,直至反應(yīng)完畢[3]。所以澆注料試樣在高溫?zé)螅?400 ℃)強(qiáng)度較高。

    鋁酸鈣水泥澆注料中的膨脹效應(yīng)化學(xué)反應(yīng)主要是CA或CA2的二次生成。例如CaO與Al2O3反應(yīng)生成CaO·Al2O3(簡寫為CA)或CaO·Al2O3(簡寫CA2)。其化學(xué)反應(yīng)如下:

    經(jīng)過式(1)計(jì)算的體積膨脹為19.6wt.%,而式(2)計(jì)算的體積膨脹為12.86wt.%。所以無論是哪種反應(yīng),均有體積膨脹的作用[3]。該膨脹反應(yīng)正常情況下在900 ℃左右才開始發(fā)生,且小于水化產(chǎn)物的脫水收縮,所以澆注料試樣整體表現(xiàn)為收縮。

    測量1-0#試樣不同溫度點(diǎn)處理后的線變化率,如圖7所示,可以看出:800 ℃收縮率最大,之后逐步減小,至1300 ℃達(dá)最小,然后又逐步升高。表明在800 ℃之后有體積膨脹反應(yīng),逐步在抵消脫水反應(yīng)的收縮,所以收縮率才不斷減小。在1300 ℃之后因?yàn)槌霈F(xiàn)燒結(jié),收縮率又開始變大。這個(gè)過程恰好說明了鋁酸鈣水泥結(jié)合澆注料中脫水收縮反應(yīng)、膨脹反應(yīng)、燒結(jié)收縮反應(yīng)間的相互影響。

    圖7 1-0#試樣在不同溫度處理后永久線變化率Fig.7 Permanent liner change rate of 1-0# sample after treated with different temperature

    ρ- Al2O3遇水后能發(fā)生水化反應(yīng)并形成三羥鋁石Al(OH)3和勃姆石溶膠AlOOH,具有膠結(jié)和硬化作用,凝結(jié)硬化機(jī)理是水化結(jié)合。其反應(yīng)方程式為:

    水化后的ρ- Al2O3高溫下逐步脫水分解,并產(chǎn)生晶型轉(zhuǎn)化[1],最終生成α- Al2O3。ρ- Al2O3水化后再脫水體積是收縮的,但在從2.2節(jié)中的永久線變化率測試結(jié)果可以看出:800 ℃處理后,含有ρ- Al2O3的試樣(2-1.1#至2-2.3#)其線變化率非常小,并且有的并沒有收縮。而不含ρ- Al2O3的試樣(1-0#)其線變化率較大,并且收縮較明顯(-1.25wt.%)。

    分析認(rèn)為:ρ-Al2O3促進(jìn)了鋁酸鈣水泥二次CA、CA2化的膨脹效應(yīng)反應(yīng),抵消了水化產(chǎn)物脫水造成的收縮,才使得含有ρ- Al2O3的 試樣(2-1.1#至2-2.3#)永久線變化率非常小,并且也恰恰是這個(gè)原因,ρ- Al2O3添加后試樣的中溫?zé)髲?qiáng)度提高。

    現(xiàn)行常用的ρ- Al2O3結(jié)合澆注料,通常需要SiO2超微粉作助結(jié)合劑。在1200 ℃左右,ρ- Al2O3就能夠與SiO2超微粉反應(yīng),生成大量的針網(wǎng)狀莫來石結(jié)構(gòu),所以強(qiáng)度很高[1, 5]。然而在沒有硅微粉的情況下,ρ- Al2O3結(jié)合的澆注料又很難燒結(jié),燒結(jié)溫度需達(dá)1600 ℃以上。所以在硅微粉,也沒有和鋁酸鈣水泥添加的情況下,中溫?zé)螅?00 ℃)強(qiáng)度很低,高溫?zé)螅?400 ℃)強(qiáng)度低且不穩(wěn)定。

    對于無硅或低硅含量的澆注料,或中溫使用條件下要求尺寸變化小、強(qiáng)度高的澆注料,可采用ρ- Al2O3與鋁酸鈣水泥復(fù)合的方式。

    然而,從前面的應(yīng)用試驗(yàn)中可以看到:ρ-Al2O3水化過程放熱明顯,高ρ- Al2O3含量的澆注料在大批量使用過程中,由于產(chǎn)熱而溫度升高,加速澆注料的凝固,造成難以施工。此外,在300 ℃左右,水化產(chǎn)物(三羥鋁石Al(OH)3和勃姆石溶膠AlOOH分解,易造成制品開裂或爆裂。

    3 結(jié) 論

    (1)ρ- Al2O3的添加能夠增加鋁酸鈣結(jié)合澆注料試樣的中溫(800 ℃)燒后強(qiáng)度,并且當(dāng)ρ- Al2O3為7wt.%時(shí),中溫?zé)髲?qiáng)度≥110 ℃烘干強(qiáng)度。

    (2)當(dāng)固定ρ- Al2O3為7wt.%,且無鋁酸鈣水泥和硅微粉添加時(shí),澆注料的中溫?zé)髲?qiáng)度較低,且高溫?zé)螅?400 ℃)強(qiáng)度不穩(wěn)定。

    (3)當(dāng)固定ρ- Al2O3為7wt.%時(shí),鋁酸鈣水泥達(dá)3wt.%,α-A超微粉達(dá)5wt.%既可以獲得較好的中溫、高溫?zé)髲?qiáng)度,并且繼續(xù)增加鋁酸鈣水泥或α-A超微粉,對澆注料的強(qiáng)度和綜合性能影響不大。

    (4)中溫條件下(800 ℃),鋁酸鈣水泥水化物脫水反應(yīng)的收縮,大于其二次CA、CA2化反應(yīng)的膨脹,表現(xiàn)出鋁酸鈣水泥結(jié)合的澆注料,在中溫下有明顯的收縮和較低的強(qiáng)度。

    (5)ρ- Al2O3促進(jìn)了鋁酸鈣膨脹效應(yīng)反應(yīng)的發(fā)生,抵消了水化產(chǎn)物脫水造成的收縮,使得含有ρ- Al2O3的鋁酸鈣結(jié)合澆注料試樣,在中溫下(800 ℃)具有小的永久線變化率和相對較高的強(qiáng)度。

    (6)ρ- Al2O3與鋁酸鈣水泥相結(jié)合,適用于無硅或低硅含量的澆注料,或中溫尺寸變化較小、強(qiáng)度高的澆注料,但大量使用時(shí),ρ- Al2O3的含量不能太高,小于3wt.wt.%為宜。

    [1]徐平坤.剛玉耐火材料[M].第二版, 北京: 冶金工業(yè)出版社,2007: 246-285.

    [2]李紅霞.耐火材料手冊[M].北京: 冶金工業(yè)出版社, 2009:524-537.

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    [4]李有奇, 李亞偉, 汪明亮, 等.CaO含量對剛玉質(zhì)澆注料性能與顯微結(jié)構(gòu)的影響[J].耐火材料, 2005, 39(4):270-273.Li Y J, Li Y W, Wang M L, et al.Journal of Refractories, 2005, 39(4): 270-273(in Chinese).

    [5]安邁鋁業(yè)青島有限公司網(wǎng)站.http://www.almatis.cn.

    [6]李洪波, 趙繼增, 陳奇.ρ-Al2O3加入量對莫來石-剛玉澆注料性能的影響[J].耐火材料, 2008, 42(1):40-43.Li H B, Zhao J Z, Chen Q.Journal of Refractories, 2008, 42(1):40-43(in Chinese).

    date: 2016-03-12.Revised date: 2016-05-21.

    Effect of ρ-Al2O3addition on performance of corundum spinel castables

    Bao Shengzhong,Yang Jianhong,Li xiaoxing,Li zhiyuan,Tang Xinping
    (Zhengzhou Non-ferrous Metals Research Ιnstitute Co.Ltd of Chalco,zhengzhou 450041,Henan,China)

    Through a series of tests,the effects of ρ-Al2O3on comprehensive properties of corundum spinel castable were studied.The results showed that ρ-Al2O3could signifcantly reduce permanent linear change rate of calcium aluminate cement binding castable specimens under 800 ℃ and improve mid temperature strength.That was because ρ-Al2O3could promote the expansion effect reaction of calcium aluminate cement and offset the dehydration shrinkage of hydration products.When the content of ρ-Al2O3was 7wt.%,the mid temperature strength was highest and higher than drying strength at 110 ℃.Under the condition of neither calcium aluminate cement nor silica fume were added in the corundum spinel castable with only ρ-Al2O3as binder,both the mid temperature(800 ℃)and high temperature(1400 ℃)strength of specimens were low and instability.For low or no silicon content castable,or castable required small size change rate and high mid temperature strength,calcium aluminate cement and ρ-Al2O3could be used complexly,but the amount of ρ-Al2O3addition should not be excess 3wt.% in massive use.

    corundum castable;spinel;ρ-Al2O3;calcium aluminate cement;middle temperature strength;Application performance.

    TQ174.75

    A

    1000-2278(2016)04-0351-06

    10.13957/j.cnki.tcxb.2016.04.005

    2016-03-12。

    2016-05-21。

    河南省科技廳創(chuàng)新人才計(jì)劃項(xiàng)目(114200510025)。

    通信聯(lián)系人:楊建紅(1963-),男,教授。

    Correspondent author:YANG Jianhong(1963-),male,Professor.

    E-mail:jhyang_qx@yahoo.com

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