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氧化锆对镁钙质中间包干式料性能影响研究
氧化锆对镁钙质中间包干式料性能影响研究
摘要：
中间包干式料（MgO-CaO）是一种重要的耐火材料，在钢铁冶炼过程中有广泛的应用。然而，MgO-CaO料的热稳定性、耐腐蚀性和机械性能仍然需要进一步提高。本文通过研究添加不同比例的氧化锆（ZrO2）对MgO-CaO料性能的影响，得出了一些有益的结论。实验结果表明，适量的氧化锆添加可以显著提高MgO-CaO料的热稳定性和耐腐蚀性，同时对机械性能的影响较小。
关键词：中间包干式料，氧化锆，热稳定性，耐腐蚀性，机械性能
1.引言
中间包干式料（MgO-CaO）是一种由氮气或其他高纯度气体包覆的颗粒状耐火材料。它由氧化镁和氧化钙组成，具有很高的耐火性、抗氧化性和耐高温性能，被广泛应用于炼钢过程中的转炉、电弧炉和铁水处理等关键设备的内衬材料。然而，MgO-CaO料在高温下容易发生析出反应和侵蚀现象，导致材料的热稳定性和耐腐蚀性下降，严重影响其使用寿命和效果。
为了改善MgO-CaO料的性能，研究人员采取了各种方法，如添加不同比例的添加剂以提高材料的热稳定性和耐腐蚀性。氧化锆（ZrO2）作为一种常见的添加剂，在耐火材料中有广泛的应用。氧化锆具有高熔点、化学稳定性和抗侵蚀性，可以有效地提高MgO-CaO料的性能。本文旨在研究不同比例的氧化锆添加对MgO-CaO料性能的影响，并探讨其影响机制。
2.实验方法
2.1材料准备
本实验采用商用的氧化镁和氧化钙作为基础料，不同比例的氧化锆粉末（X％）作为添加剂。将这些原料按照一定的比例混合，并用乙醇进行湿法搅拌，然后通过压制成型、烘干和高温煅烧制备MgO-CaO-ZrO2试样。
2.2实验测试
对MgO-CaO-ZrO2试样进行热稳定性、耐腐蚀性和机械性能测试。热稳定性通过热重分析（TGA）测试进行评估，耐腐蚀性通过浸泡试样于FeO-SiO2-CaO熔渣中并观察试样的腐蚀程度来评估，机械性能通过压缩试验进行评估。
3.实验结果与讨论
3.1热稳定性
图1展示了不同比例的氧化锆添加剂对MgO-CaO料热稳定性的影响。可以看出，随着氧化锆添加比例的增加，试样的失重率逐渐降低，表明氧化锆的添加可以提高MgO-CaO料的热稳定性。这是因为氧化锆具有较高的熔点和化学稳定性，能够有效地抑制MgO-CaO料在高温下的析出反应和侵蚀现象。
3.2耐腐蚀性
图2展示了不同比例的氧化锆添加剂对MgO-CaO料耐腐蚀性的影响。可以看出，随着氧化锆添加比例的增加，试样的腐蚀程度逐渐减小，表明氧化锆的添加可以提高MgO-CaO料的耐腐蚀性。这是因为氧化锆具有较高的抗侵蚀性，能够有效地抵抗FeO-SiO2-CaO熔渣的侵蚀。
3.3机械性能
图3展示了不同比例的氧化锆添加剂对MgO-CaO料机械性能的影响。可以看出，随着氧化锆添加比例的增加，试样的抗压强度逐渐增加，表明氧化锆的添加对MgO-CaO料的机械性能有一定的正向影响。然而，在添加剂比例超过一定范围后，试样的抗压强度开始下降，这可能是由于添加剂过多导致试样内部结构疏松而引起的。
4.结论
本实验研究了添加不同比例的氧化锆对MgO-CaO料性能的影响。实验结果表明，适量的氧化锆添加可以显著提高MgO-CaO料的热稳定性和耐腐蚀性，同时对机械性能的影响较小。这是因为氧化锆具有较高的熔点、化学稳定性和抗侵蚀性，能够有效地抑制MgO-CaO料在高温下的析出反应和侵蚀现象。然而，需要注意的是，添加剂比例过高可能会导致试样内部结构疏松，进而影响材料的机械性能。因此，在实际应用中，应选择适当的添加剂比例以获得最佳的材料性能。
参考文献：
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