低掺量红柱石粉对Al2O3-SiC-C浇注料性能的影响

付云鹤 夏春玲 牛峥 穆元冬 郝占宏 叶国田

1）郑州大学材料科学与工程学院 河南郑州450001

2）山东耐火材料集团有限公司王铝分公司 山东淄博255311

3）巩义市顺祥耐材有限公司 河南郑州451200

前人研究［1-5］表明：在Al2O3-SiC-C浇注料中引入红柱石骨料（3～1 mm）可以提高其抗氧化性；但是，由于红柱石骨料添加量大（约为19%（w）），并且红柱石的强度低于棕刚玉的强度，这可能导致浇注料的强度降低。随着红柱石粒径的减小，其转化效率将会提高，应该更有利于试样的烧结致密化，提高浇注料的抗氧化性和强度［6-7］。

在本工作中，研究了红柱石粉（≤0.055 mm）添加量（质量分数分别为0、1%、2%、3%、5%）对Al2O3-SiC-C浇注料的致密度、强度、抗氧化性和抗热震性的影响。

1 试验

1.1 原料

制备Al2O3-SiC-C浇注料的原料有：棕刚玉颗粒（8～5、5～3、3～1、≤1 mm）和细粉（≤0.074 mm），w（Al2O3）≥95%；碳化硅，粒度≤1、≤0.045 mm，w（SiC）≥97%；沥青，粒度1～0.2 mm，w（固定碳）≥56%；α-Al2O3微粉；SiO2微粉；Secar 71水泥；w（Si）≥98%的Si粉；w（Al）≥99%的Al粉；粒度≤0.055 mm的红柱石粉。

1.2 试样制备及测试

设计了用不同量红柱石粉等量取代棕刚玉细粉的试验配方，见表1。

表1 试验配方Table 1 Formulations of castable specimens

按表1配料，在水泥胶砂搅拌机中干混1 min，再加水湿混3 min，然后倒入40 mm×40 mm×160 mm的不锈钢模具中振动成型。室温养护24 h后脱模，在110℃烘干24 h，然后在1 450℃保温3 h煅烧。

按相关标准检测烧后试样的显气孔率和体积密度（GB／T 2997—2000）、常温抗折强度（GB／T 3001—2017）、高温抗折强度（GB／T 3002—2017）。采用空气淬火法（ΔT＝950℃）对试样进行10次热震循环［8］，以热震后试样的常温抗折强度保持率评价其抗热震性；将热震后试样切开，通过Adobe photoshop 2020的像素计数方法测量氧化层厚度，并计算试样的氧化指数（氧化面积÷总截面面积×100%），以表征试样的抗氧化性［9］。

将红柱石粉在1 450℃保温3 h煅烧。……