镁质耐火浇注料具有耐火度高,抗碱性渣和铁渣的侵蚀能力强,不污染钢水等优点,这是因为其熔点高(2800℃),在与A2O3结合之后可原位反应生成 Spinel,限制熔渣渗入。但MgO却存在容易同水反应形成氢氧化镁[Mg(OH)2或水镁石]。这会导致镁质耐火浇注料在硬化前(例如在混合料存放期间或在混合期间)发生水化反应,使浇注体中的氢氧化镁分解(加热至400~600℃时)而形成气孔甚至裂纹,从而使材料机械强度下降甚至材料毁坏。
对于镁质耐火浇注料来说,避免上述问题的有效方法主要是
(1)使用抗水化技术(MAHT)。利用MAHT技术,控制镁质耐火浇注料中ufSO2及结合剂的更佳含量,可以达到更好的效果。将uf-Sio2加入镁质耐火浇注料中是为了提高颗粒的填充性和流动性。同时也可在浇注料混合和浇注(施工)体养护期间由于 uf-Sio2部分溶解生成了偏硅酸(H2siO3)。随之,偏硅酸即与镁质耐火浇注料中的镁砂表面层上Mg(HO)2层反应,形成一层不溶于水的硅酸氢镁( MgHSiO4)保护层,从而使镁质耐火浇注料的水化反应停止。2)镁砂表面层生成水滑石(HDTC)保护层。水合氧化铝结合镁质耐火浇注料的浆料中由于不同Mg2/A比率可导致形成水滑石(HDTC)和一水软铝石或者水滑石(HDTC)和水镁石;当MgA13+≈4:1.7时主要形成水滑石。由于镁质耐火浇注料中镁砂(MgO)表面层上Mg2浓度较高,所以优先形成水滑石。在碱性环境中,水滑石的溶解度很低,并且与氢结合,即在镁砂(Mg0)表面层上形成一层保护层,阻止镁质耐火浇注料水化反应的进行,而且还可与浇注料基质颗粒形成很强的结合,从而可导致浇注(施工)体获得较高的强度。
配制镁质耐火浇注料的耐火骨料有天津电熔镁砂或者烧结镁砂(Mg0含量90%~98%,CaO/SiO2<2,体积密度大,气孔率低),耐火粉料有镁砂细粉、铬铁矿粉、 Spinel粉和Cr2O3、Al2O3、TiO2等超微粉, uf-SiO2、p-A2O3、活性a-Al2O3作结合剂,同时添加高效表面活化剂(分散剂和减水剂)以及防爆剂等。
