不同晶化温度对硅锰渣铸石的内部温差、析晶和物理性能的影响规律

摘要

以硅锰渣为主要原料，采用熔渣冷却析晶一步法（铸石浇铸法），在800、900、1000和1050℃四个不同晶化温度，分别制备了规格为?100 mm×20 mm的铸石样品CT-800、CT-900、CT-1000和CT-1050，通过构建实验装置，测试了熔渣在成型和热处理全过程中心与边缘温度变化规律，并结合X射线衍射(XRD)、差示扫描量热分析(DSC)、扫描电子显微镜和能谱(SEM–EDS)等手段，分析了不同晶化温度对铸石中心和边缘的温差、析晶与物理性能的影响规律.研究表明：以硅锰渣为主要原料在900～1050℃保温析晶可以制备出满足天然花岗岩建筑板材标准(GB/T18601—2009)的铸石，晶相为辉石、黄长石以及硫化锰. CT-1000和CT-1050铸石析出更多和更大尺寸的晶相，存在微观孔隙和宏观缩孔，降低了其力学性能. CT-900具有最佳性能，而CT-800以玻璃相为主，热处理后发生断裂.在本实验条件下，最大温差（32℃）发生在把熔渣倒入模具的凝固成型阶段，且晶化温度越低，温差越大. CT-1000和CT-1050析晶阶段存在的大量析晶放热导致温差二次增大，延长了中心和边缘温度一致的时间.硫化锰是高温熔融态下析出晶相，易于氧化分解，快速冷却的边缘存在更多硫化锰相.黄长石较辉石在更高的温度下析出，较高的晶化温度处理样品和相同晶化温度下样品的中心部分均存在相对更多的黄长石相.

关键词

硅锰渣 / 热处理制度 / 改质 / 温度梯度 / 析晶

基金资助

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