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中频炉炉衬质量的好坏直接决定其使用寿命以及生产效率的高低。中频炉冶炼相比其它冶炼工艺具有流程短，生产调节方便的特性，但是中频炉结构复杂，线圈通水冷却，对中频炉捣打料质量要求较高。如果干式捣打料质量不好，极易出现漏钢、爆炸等安全事故。随着短流程炼钢以及不锈钢冶炼的快速发展，对高质量的中频炉干式捣打料需求量越来越大。刚玉具有熔点高，热膨胀系数小，热态体积稳定性好，且具有优良的耐蚀性。由于刚玉在高温下与镁砂反应生成尖晶石，产生体积膨胀，从而可有效刚玉基炉衬的龟裂。铝镁质捣打料以电熔刚玉为主要原料，加入适量镁砂和添加剂。使用刚玉一氧化镁质捣打料作炉衬材料，受炉衬热面龟裂明显得到控制，微裂纹明显减少。目前，铝镁质捣打料逐渐成为中频炉炼钢的首选炉衬材料。

以电熔棕刚玉、白刚玉、板状刚玉、镁砂为颗粒料，镁砂细粉、刚玉细粉为粉体，添加高温复合促烧剂，硼酸作为外加剂，通过调节颗粒级配，将各原料混合均匀。将硬纸卷成直径60*80mm的纸筒，放入内径为84*87mm的坩埚内，纸筒与坩埚之间填满1~0.5mm的白刚玉细颗粒。将混合均匀的干式料倒入纸筒内，捣打密实，制成直径60*60mm干式捣打料试样。各原料的化学组成如表1所示。

本试验测量干式捣打料规程密度的方法为：制作一个直径80*80mm的标准钢桶以及一个内径为80*30mm的钢圈，可以在上方套住直径80*80mm标准钢桶。如图1所示。将混合均匀的干式捣打料放入钢桶内，在振动台上震动1分钟后，移去钢圈，刮平表面，测定捣打料堆积重量，根据公式1计算干式捣打料的堆积密度。

其中，ρ为干式捣打料的堆积密度(g·cm),m为钢桶内捣打料质量(g)，V为钢桶体积(cm3)

将坩埚内捣打密实的干式料，分别在1000℃3h,1200℃3h,1350℃3h,1600℃3h条件下热处理，对1600℃3h烧后试样的直径线变化率、高度线变化率、体积密度以及耐压强度进行检测。并对现场使用后的干式捣打料残衬进行显微结构观察。

合理的颗粒级配使干式捣打料施工后致密度高，烧结时体积变化小，强度高，抗热震性好，不易产生裂纹。合理的颗粒级配可以提高捣打料的抗热震性能以及抗化学性能，捣打料粒度配比也关系到施工后中频炉工作衬的烧结质量。

干式捣打料的颗粒级配与最大堆积原理一致，根据不同尺寸颗粒堆积排列达到最高致密度的Dinger的模型：

其中，df是粉体中最小的颗粒尺寸，氏是最大的颗粒尺寸，d为某颗粒尺寸，CNPF是小于该尺寸的颗粒的累积百分数。Dinger的模型说明了如果粉体颗粒的尺寸分布符合该条件，则可以达到最大的堆积密度，并给出了能够达到最大堆积密度的n值为0.37。

以Dinger理论分布为依据，对颗粒级配做微调整，配制干式捣打料，具体配比如表2所示。各组配比制备的干式捣打料堆积密度如图3所示。经1600℃3h烧后试样的各项性能如图4一图8所示。玻璃珠mp3。

试验结果表明：试样1号一8号振动堆积密度为2.8g·cm左右，差别不大。经过1000℃3h后，试样都没有脱模强度，说明在1000℃时试样不会烧结。各试样经过1200℃3h后有一点脱模强度，8号几乎没有强度，在1200℃时试样会产生少量的烧结，但烧结强度很低。各试样经过1350℃3h后，具有一定的烧结强度，8号强度最低，其余试样强度基本按照1*7组试样的强度在增加，说明在1350℃时试样已经产生了部分烧结。烧结强度随着镁砂细粉含量的增加而增大，试样只是部分烧结。经1600℃3h烧后，没有添加镁砂的8号试样体密最大，材料的线变化最小，烧结强度较低，可以看出镁砂对于捣打料的烧结强度贡献较大。

干式捣打料中，增加粗颗粒添加量可以提高试样抗热震性，但是粗颗粒添加比例过高会降低试样的烧结性能和烧后强度。细颗粒可试样经高温烧结后内部气孔较少且尺寸较小，使试样具有良好的致密性，但是细颗粒添加比例过高会使试样烧后产生较大裂纹，试样收缩率过大会降低抗热震性。综合各配比情况，第4组配方综合性能较好。

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在通常情况下，镁铝尖晶石开始形成温度为1400℃,到1500℃时才大量形成。而要形成尖晶石网络，烧结温度要大于1600℃。通过试验可以看出，加入适量硼酸后，中频炉废旧白刚玉干式捣打料在1350℃时已有尖晶石形成，硼酸可以在较低温度下促进尖晶石形成，1600℃镁砂细粉已完成大部分尖晶石的转变，并充分发育，形成网络包围着刚玉颗粒，从而提高了炉衬的耐压强度。

C组试样中、高温强度较高，线变化率比较合理，该配比试样在1000℃以下为粉状，1200℃下稍微有点强度，在1350℃下材料有一定的强度，在1600℃下有较高的烧结强度，可以满足中频炉捣打料各方面要求，接触钢水部位有较高的强度，达到了致密烧结。在使用过程中，与钢水或渣接触的工作面材料中的镁砂细小颗粒可以持续和基质中氧化铝细粉反应生成尖晶石，可以改善材料的抗钢水或渣的渗透，同时可以抵消材料在烧结时的收缩，减少材料烧结层与半烧结层之间的结构应力，增强材料的抗剥落性能。因此，选择C组配比作为工业现场试验用料的配比。