间对复合挡墙的强度和界面波动幅度都有一定影响：
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振动时间延长，墙体强度有保障，但界面波动幅度较
掣
魁
大，影响复合型挡墙渣线部位的使用效果；振动时间
孳 耔
短，界面波动幅度较小，但墙体强度可能无法保证。
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蜊 恒 昧
立振时两种浇注料接触之后的第２次振动时间
对试样抗折强度及界面波动幅度的影响见图２。从
图２中可以看出：随着振动时间的延长，试样强度会 提高，振动３ ｒａｉｎ时，强度达到最高值，继续振动，强 度变化不大，且呈下降趋势；界面波动幅度随振动时 间的延长总体上是增加的，但是振动时间小于３ ｒａｉｎ 时，对界面波动幅度的影响较小，超过３ ｍｉｎ，对界面
振动时间／ｍｉｎ
图３平振时振动时间与试样界面波动幅度和抗折强度的关系 Ｆｉｇ．３ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｏｎ ＭＯＲ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｆｌｕｃｔｕａ·
佳，且无泌水现象产生。
表３不同缓凝剂对镁质浇注料施工性能的影响 Ｔａｂｌｅ ３ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓｅｔｔｉｎｇ ｒｅｔａｒｄｅｒｓ ｏｎ ｗｏｒｋａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｍａｇｎｅ－
ｓｉａ ｃａｓｔａｂｌｅｓ
缓凝剂
无柠檬酸草酸 酒石酸钾钠
多羟基酸钠
此外，ＳｉＯ：微粉质量与减水剂种类对镁质浇注料 的施工性能也是致关重要的。采用ｐＨ值小的ＳｉＯ： 微粉时，浇注料的施工性能差，甚至因硬化太快而无 法成型。因此，选用ｐＨ值接近于７或稍大于７的 ＳｉＯ：微粉，同时外加０．１５％（Ｗ）的有机酸盐，再将减 水剂改为三聚磷酸盐和有机减水剂复合，使镁质浇注 料基本上达到了与铝镁质浇注料相同的施工效果。 ２．２铝镁浇注料中仅一Ａ１：０。微粉与ＳｉＯ：微粉最佳比
在本工作中，结合镁质和铝镁质挡渣墙的各自优 点，在其渣线采用铝镁质浇注料，在钢水区采用镁质 浇注料，经振动成型将两种材质复合为一体而制成复 合型挡渣墙，满足了中间包高炉次连浇的要求。
１ 试验过程
１．１试验方案 制作复合型挡渣墙需考虑的因素主要有：１）两种
材料的施工性能；２）成型后墙体的整体强度；３）两种 材料复合界面的嵌合程度；４）高温使用状态下的整体
２．４复合成型工艺参数的确定
９
８
复合振动成型时，两种浇注料的接合界面是不平
７
山矗
６
整的，其形态大致可以分波浪形和单面倾斜形２类，
苎
５
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将其界面的最高点与最低点之间的高度差称为界面
氍
４
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波动幅度，其大小影响复合界面的位置。
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水平复合成型（平振）是采用以挡板隔开的方式
一次振动成型。上下复合成型（立振）采用２次延时 振动，第１次振动是在只有镁质浇注料时进行，第２ 次振动是在两浇注料接触之后进行的。试验中发现， 立振时第１次振动所用时间对复合挡渣墙的强度影 响不大，但立振时第２次振动时间和平振时的振动时
Ｏ，
振动时间／ｒａｉｎ
图２立振时第２次振动时间对试样抗折强度及界面波动幅 度的影响
Ｆｉｇ．２ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｓｅｃｏｎｄ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｏｎ ＭＯＲ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ ｖｉｂｒａｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ
例的确定 通过正交试验方案进行分组搭配优选，得出以下 结论：在立振动状态下，铝镁浇注料中仪一Ａ１：Ｏ。微粉与 ＳｉＯ：微粉质量比为５：２时最接近原单一铝镁质挡渣 墙试样的性能指标，并且与镁质浇注料相匹配，即经 １ ５００ ｏＣ ３ ｈ处理后，两种材质相接部位无裂纹；在平 振状态下，铝镁质浇注料中活性ｄ—Ａ１：０，微粉与ＳｉＯ： 微粉质量比为３：１时最接近原单一铝镁质挡渣墙试 样的性能指标，而且经１ ５００℃３ ｈ处理后，两种材质 相接部位没有出现裂纹。据此调整后制得的复合型 挡渣墙试样的物理性能见表４。 表４镁质一铝镁质浇注料复合型挡渣墙的物理性能
在中间包内设置挡渣墙可以改变钢液的流场，以 适当延长钢液在中间包内的停留时间，使其中的夹杂 物有足够时间充分碰撞、聚集、上浮，从而净化钢液。 现在钢厂中间包都实行了高炉次连浇，而原有镁质挡 渣墙在使用时间超过１０ ｈ后会出现冲穿现象，使挡 渣墙失去其应有的作用。而铝镁质挡渣墙虽然抗侵 蚀性能良好，但就钢水纯净度而言，不如镁质挡渣 墙¨Ｊ，而且近期特级矾土价格大涨，铝镁质挡渣墙成 本也大幅上升。如何研制一种既对钢水污染较小，又 能适应高炉次连浇的挡渣墙，是值得研究的问题。目 前，解决此问题的途径主要有两种：一是在镁质挡渣 墙基质中加入大量Ａ１：０，微粉来改善材料的抗渣性 与抗热震性能心］，但此法寿命提高不显著，成本也较 高，且引入大量的Ａ１：０，可能会污染钢水；二是使铝 镁质挡渣墙大幅度镁质化，此法虽然能提高钢水的纯 净度，但抗热震性差，寿命提高也不明显。
ｔｉｏｎ ｆｏｒ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｌｙ ｖｉｂｒａｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ 线性关系都不是很好：强度曲线的拐点可以看作在 ２．５ ｒａｉｎ，即在振动时间不足２．５ ｒａｉｎ以前，强度提高
波动的影响迅速增大。 图３示出了平振时振动时间与界面波动幅度和
迅速，但振动时间超过２．５ ｒａｉｎ，强度增大缓慢下来； 而界面波动曲线的拐点可以看作在２—２．５ ｒａｉｎ范围
仅一Ａ１２０３微粉
≥９９
Ｓｉ０２微粉
≥９４
０．０８８
ｄｓｏ＝３岬 ｄ加＝Ｏ．４岬
表２挡渣墙用镁质和铝镁质浇注料的典型配方（埘）
Ｔａｂｌｅ ２ Ｔｙｐｉｃａｌ ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｍａｇｎｅｓｉａ ａｎｄ ａｌｕｍｉｎａ－ｍａｇ－
ｎｅｓｉａ ｃａｓｔａｂｌｅｓ ｆｏｒ ｄａｍ
％
１．３性能测试 （１）按ＧＢ／Ｔ ５００８０－－２００２（普通混凝土拌合物性
万方数据
第３期
严培忠，等：镁质一铝镁质复合型挡渣墙的研制
２０１０年６月
２．３两种材料相接部位的抗渣性研究 从图１所示抗渣试验后坩埚试样的剖面可以看
出，铝镁质和镁质浇注料按ｌ：１质量比所制混合料的 抗渣性比铝镁质浇注料的差一些，但比镁质浇注料的 好。考虑到实际生产中铝镁质浇注料的密度要比镁 质浇注料大一些，且其流动性也稍好一些，推测在实
万方数据
强度；５）两种材料相接界面的抗钢水冲刷能力与抗渣 侵蚀能力。
基于上述考虑，首先调整材料的基质部分，使镁 质和铝镁质两种材质的浇注料都具有良好的施工性 能；然后进行镁质料缓凝剂的选择试验，使镁质料的 硬化时间与铝镁质料的基本一致；同时还对复合型挡 渣墙进行了最佳配方试验和两材质结合处的抗渣试 验，并对复合振动的最佳振动时间做了相关试验，得 出了最佳工艺措施。 １．２原料及试样制备
原料—瓦五—ｉｉｇ竺警鬻整最姜孑而粒度／ｒｌｌｎｌ Ｔａｂｌｅ １ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙ ｏｆ ｓｔａｒｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ
镁砂
≥９６
≤２．２
≤２．０
≤１０
特级矾土
≥８８
≤１．５
≤４．０ １～１０
刚玉
≥９９
≤３
镁铝尖晶石２５—２８ ６０～６４
际相接部位存在铝镁质浇注料嵌入镁质浇注料中的 趋势。这相当于向镁质浇注料中加入了刚玉与氧化 铝微粉，因此可提高镁质材料的抗热震性与抗碱性渣 的渗透性，但其抗渣侵蚀性会降低。然而，只要操作 得当，严格控制两材质相接部位的实际面积，基本上 还是以发挥镁质和铝镁质浇注料的各自优点为主。
图１ 抗渣试验后坩埚试样剖面的照片 Ｆｉｇ．１ Ｓｅｃｔｉｏｎ ｐｈｏｔｏｓ ｏｆ ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ ａｆｔｅｒ ｓｌａｇ—ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｔｅｓｔ
试样抗折强度的关系。图３表明：振动时间越长，试
内，即当振动时间不足２或２．５ ｒａｉｎ时，界面波动幅度
样强度越高，但界面波动幅度越大。但图中两曲线的 较小，但振动时间超过２．５ ｒａｉｎ后，界面波动幅度迅
万方数据
＾＾‘ｏ’
２０１ ０／３ 耐火材料／ＲＥＦＲＡＣＴＯＲＩＥＳ ＺＵ，
耐火材料／ＮＡＩＨＵＯ ＣＡＩＬＩＡＯ
与铝镁浇注料，然后将两种拌好的料分别放入模具两 端，在模具长度方向１／２处用挡板隔开，固定中间挡 板，开启振动台，边振动边在模具两端加入相应的浇 注料，至两种试料都与模具上边缘持平。抽出挡板 后，继续振动约１ ｍｉｎ。自然养护２４ ｈ脱模，经１１０℃ ２４ ｈ烘干后，于１ ５００℃３ ｈ热处理。
表１原料的化学组成及粒度
２０１０年第４４卷
性能，按表２所示镁质材料配方，外加缓凝剂来实现 其硬化时间与铝镁浇注料的基本一致。表３示出了
加入不同缓凝剂对镁质浇注料施工性能的影响。从
中可以看出：传统意义上的铝硅质材料用缓凝剂柠檬 酸和草酸对镁质材料并不适应，由于酸碱反应，不仅
没有缓凝作用，反而还加快硬化速度；但酒石酸钾钠
和有机酸盐对镁质材料具有缓凝作用，当外加０．１５％ 质量分数的多羟基酸钠时，镁质浇注料的流动性最
２）水平复合（平振）。分别加水搅拌镁质浇注料
｛Ｉ｝严培忠：男，１９７０年生，工程师。 Ｅ—ｍａｉｌ：ｙｐｚｌ２３４＠１２６．ｅｏｎｌ 收稿日期：２００９—１０—２４ 修回日期：２００９－１２－１２
编辑：柴剑玲
２０１ ０／３ 耐火材料／ＲＥＦＲＡｃ．『ｏＲ｜Ｅｓ ２０５
耐火材料／ＮＡＩＨＵＯ ＣＡＩＬＩＡＯ
能试验方法》测浇注料的硬化时间；按ＧＢ ２４１９＿８１ 《水泥胶砂流动度测定方法》测浇注料的流动值；按耐 火材料国家标准测定了浇注料试样的体积密度、抗折 强度、耐压强度与烧后线变化率。
（２）抗渣试验。复合型挡渣墙的两种材料相接部 位可能是薄弱环节，需重点研究相接部位的抗渣性。 采用静态坩埚法进行了抗渣试验。由于相接部位的 最大可能就是两种材料按相同比例混合，因此将铝镁 质和镁质两种浇注料按１：１的质量比混匀后振动成 型为坩埚试样。试验用中间包渣的化学组成（＇ｔＯ）为： Ｓｉ０２ ２０．１５％，Ａ１２０３ ２２．５０％，Ｔ．Ｆｅ ２．０７％，ＣａＯ ３４．８１％，Ｍｇｏ １９．０９％，Ｍｎ １．５４％，ＣａＦ２ ３．５３％；侵 蚀条件为ｌ ５５０ ｏＣ ３ ｈ。同时，还与单一的铝镁质和 镁质浇注料一起进行了对比试验。