第12期 曹喜营等：矾土基A山2O一Mg0质振动浇注料的流变性能 ,1589 个重要发展方向山，目前，对耐火浇注料用流变学 讨基质各组分对全组分耐火浇注料的流动性能的影 的方法来进行研究已经越来越多)].以前由于流 响，从而为改善Al203一Mg0质浇注料作业性提供 变性能的研究无法对含大颗粒的浇注料整体进行流 参考数据和理论依据 变性能测试，只能进行浆体部分的流变性能研究，因 此研究内容集中在超微粉、粒度分布、基质组成和添 1实验 加剂上，尽管浆体的流变性能可以在一定程度上间 1.1原料和实验基本配方 接反映耐火浇注料的流变性能，但无法直接反映特 实验用原料包括特级矾土颗粒(5~8mm,3~ 别是某些特殊情况下耐火浇注料的流变性能.因此 5mm,13mm,0~1mm)、特级矾土粉、烧结镁砂 本文利用国产新型浇注料全组分流变仪对矾土基 粉、镁铝尖晶石粉、硅灰（不同规格）和三聚磷酸钠 Al203Mg0质振动浇注料进行流变性能的研究，探 (分散剂)等.主要原料的理化性能如表1所示， 表1主要原料成分（质量分数）及其理化性能 Table 1 Chemical composition and physicochemical properties of main raw materials 原料成分/% 真密度/ 中位粒径， 原料 Si02 Al203 Mgo Fe203 (gcm3) Dso/!'m 硅灰1 93.64 0.42 0.45 2.248 3.457 硅灰2 96.70 0.01 0.04 2.236 0.202 硅灰3 93.00 0.36 0.36 2.247 5.789 绕结镁砂粉 0.37 93.11 0.79 3.25 18.420 特级矾土 5.83 88.08 0.14 1.27 3.30 19.125 镁铝尖晶石粉 61.77 29.11 1.78 3.05 24.986 实验所采用的Al2O3一Mg0质振动浇注料的基 应力G和相对塑性黏度H,对应的流变方程表达 本配方如表2所示 式为： 表2A20:一Mg0质振动浇注料的基本配方 T-G+HXN (1) Table 2 Basic formulation of Al203-Mgo vibration castable 式中，T为扭矩(Nm),G为相对屈服应力(Nm), 原料 配比（质量分数）/% H为相对塑性黏度(N'm 'min'r一)，N为搅拌器的 特级矾土8~0mm 67 转速(r 'min), 特级矾土粉 7 流变性的测定方法为循环剪切，转速N由 烧结镁砂粉 10rmin-1→80rmin-1(或70r·min-1)→ 镁铝尖晶石粉 15 10rmin1,单个转速点剪切时间为10s,扭矩采集 硅灰 3 周期为l5s·将流变曲线中的下行线进行Bingham 三聚磷酸钠 +0.15 模型的拟合，求出相对屈服应力G、相对塑性黏度 H和相对平均黏度（下行线扭矩/转速的平均值，单 1.2实验方法 位为N'm-min*r).根据以上流变参数（主要为相 浇注料流变性能测试采用了国产新型浇注料全 对平均黏度)对流变性能的好坏进行判定，需注意 组分流变仪⑧]，见图1所示.通过分析浇注料在搅 的是，本文中所指流变性的好坏是针对浇注料体系 拌剪切过程中搅拌叉的剪切应力（扭矩）和剪切速率 而言， (转速)的关系，从而对浇注料的流变性能做出评价， 测定振动流动值的实验方法为：将搅拌好的浇 该设备不仅可测量流动性良好的自流料的流变性 注料填满一截锥形漏斗中（上口直径为70mm,下口 能，还能够在振动条件下测量振动浇注料的流变性 直径为100mm,高度为60mm),如图2所示.移去 能.由于振动抵消或部分抵消了振动浇注料的屈服 漏斗，在振幅为0.75mm、频率为50z的振动台上 应力，浇注料便可流动，进行流变性能的测量， 振动15s,测量相互垂直的两个方向的铺展直径D, 利用该流变仪测得的数据模拟Bingham模型 取其平均值，按下式进行计算，得到振动流动值D: 进行处理，由此可以得到Bingham体的屈服应力项 和塑性黏度项”，在这台设备上称之为相对屈服 D,=DD×100% Do (2)个重要发展方向［1］．目前‚对耐火浇注料用流变学 的方法来进行研究已经越来越多［2－7］．以前由于流 变性能的研究无法对含大颗粒的浇注料整体进行流 变性能测试‚只能进行浆体部分的流变性能研究‚因 此研究内容集中在超微粉、粒度分布、基质组成和添 加剂上．尽管浆体的流变性能可以在一定程度上间 接反映耐火浇注料的流变性能‚但无法直接反映特 别是某些特殊情况下耐火浇注料的流变性能．因此 本文利用国产新型浇注料全组分流变仪对矾土基 Al2O3－MgO 质振动浇注料进行流变性能的研究‚探 讨基质各组分对全组分耐火浇注料的流动性能的影 响‚从而为改善 Al2O3－MgO 质浇注料作业性提供 参考数据和理论依据． 1 实验 1∙1 原料和实验基本配方 实验用原料包括特级矾土颗粒（5～8mm‚3～ 5mm‚1～3mm‚0～1mm）、特级矾土粉、烧结镁砂 粉、镁铝尖晶石粉、硅灰（不同规格）和三聚磷酸钠 （分散剂）等．主要原料的理化性能如表1所示． 表1 主要原料成分（质量分数）及其理化性能 Table1 Chemical composition and physicochemical properties of main raw materials 原料 原料成分／％ SiO2 Al2O3 MgO Fe2O3 真密度／ （g·cm －3） 中位粒径‚ D50／μm 硅灰1 93∙64 0∙42 － 0∙45 2∙248 3∙457 硅灰2 96∙70 ＜0∙01 － 0∙04 2∙236 0∙202 硅灰3 93∙00 0∙36 － 0∙36 2∙247 5∙789 烧结镁砂粉 － 0∙37 93∙11 0∙79 3∙25 18∙420 特级矾土 5∙83 88∙08 0∙14 1∙27 3∙30 19∙125 镁铝尖晶石粉 － 61∙77 29∙11 1∙78 3∙05 24∙986 实验所采用的 Al2O3－MgO 质振动浇注料的基 本配方如表2所示． 表2 Al2O3－MgO 质振动浇注料的基本配方 Table2 Basic formulation of Al2O3-MgO vibration castable 原料 配比（质量分数）／％ 特级矾土8～0mm 67 特级矾土粉 7 烧结镁砂粉 8 镁铝尖晶石粉 15 硅灰 3 三聚磷酸钠 ＋0∙15 1∙2 实验方法 浇注料流变性能测试采用了国产新型浇注料全 组分流变仪［8］‚见图1所示．通过分析浇注料在搅 拌剪切过程中搅拌叉的剪切应力（扭矩）和剪切速率 （转速）的关系‚从而对浇注料的流变性能做出评价． 该设备不仅可测量流动性良好的自流料的流变性 能‚还能够在振动条件下测量振动浇注料的流变性 能．由于振动抵消或部分抵消了振动浇注料的屈服 应力‚浇注料便可流动‚进行流变性能的测量． 利用该流变仪测得的数据模拟 Bingham 模型 进行处理‚由此可以得到 Bingham 体的屈服应力项 τk 和塑性黏度项 ηp‚在这台设备上称之为相对屈服 应力 G 和相对塑性黏度 H．对应的流变方程表达 式为： T＝ G＋ H× N （1） 式中‚T 为扭矩（N·m）‚G 为相对屈服应力（N·m）‚ H 为相对塑性黏度（N·m·min·r －1）‚N 为搅拌器的 转速（r·min －1）． 流变性的测定方法为循环剪切‚转速 N 由 10r·min －1→80r·min －1 （ 或 70 r · min －1 ） → 10r·min －1‚单个转速点剪切时间为10s‚扭矩采集 周期为15s．将流变曲线中的下行线进行 Bingham 模型的拟合‚求出相对屈服应力 G、相对塑性黏度 H 和相对平均黏度（下行线扭矩／转速的平均值‚单 位为 N·m·min·r －1）．根据以上流变参数（主要为相 对平均黏度）对流变性能的好坏进行判定．需注意 的是‚本文中所指流变性的好坏是针对浇注料体系 而言． 测定振动流动值的实验方法为：将搅拌好的浇 注料填满一截锥形漏斗中（上口直径为70mm‚下口 直径为100mm‚高度为60mm）‚如图2所示．移去 漏斗‚在振幅为0∙75mm、频率为50Hz 的振动台上 振动15s‚测量相互垂直的两个方向的铺展直径 D‚ 取其平均值‚按下式进行计算‚得到振动流动值 Df： Df＝ D－ D0 D0 ×100％ （2） 第12期 曹喜营等： 矾土基 Al2O3－MgO 质振动浇注料的流变性能 ·1589·