锆莫来石加入量对刚玉质耐火浇注料抗热震性的影响

以电熔刚玉、锆莫来石、α-Al2O3微粉为主要原料,以铝酸钙水泥为结合剂,制备了刚玉质耐火浇注料.研究了锆莫来石加入量(质量分数分别为0、3％、6％、9％)对刚玉质耐火浇注料物理性能、物相组成和显微结构的影响.结果表明:随着锆莫来石加入量的增加,110℃×24 h烘干后试样体积密度呈先增大后减小,显气孔率呈先减小后增大趋势,常温抗折强度变化不大;1600℃×3h处理后耐火浇注料试样体积密度和常温抗折强度呈先增大后减小的趋势,1500℃×0.5 h高温抗折强度呈明显下降趋势.锆莫来石的引入对刚玉质耐火浇注料的抗热震性有所提高.综合各项性能,认为锆莫来石的最佳加入质量分数为3％.     

硅溶胶结合浇注料的特性及工业应用

以致密刚玉和莫来石为骨料,白刚玉粉、矾土粉及α-Al2 O3(≤0.043 mm)微粉为细粉,研制了采用硅溶胶及复合外加剂作结合剂的耐火浇注料,该浇注料制成的试样分别经800℃×3h、1100℃×3h和1400℃×3h热处理后,检测各试样相应的理化指标.结果表明:硅溶胶结合浇注料经1100℃×3h处理后的抗折强度和耐压强度分别达到14.6 MPa和122.4 MPa;经1100℃水冷热震性能测试达到100次以上,在热震测试100次后,试样基本没有出现裂纹,测试其耐压强度损失率仅为18.7％;同时该浇注料还可进行快速烘烤和良好的高温施工性能,简化了干燥和烘烤工艺,有效的缩短了施工养护时间、烘烤时间和钢厂高炉的休风时间,从而提高钢厂经济效益.     

硅微粉pH值对高铝质低水泥浇注料性能的影响

研究了硅微粉pH值、草酸和柠檬酸对高铝质低水泥浇注料的流动性、硬化时间和常温力学性能的影响.结果表明,硅微粉pH值在5.5～8.5之间,高铝质低水泥浇注料可以获得良好的流动性;随着硅微粉pH值的增大,浇注料的硬化时间缩短;当硅微粉呈弱碱性时,浇注料强度最好.草酸和柠檬酸的加入对浇注料的流动性影响不显著,但会明显延长硬化时间,减弱流动值的衰减,延长可施工时间,其中柠檬酸的效果比草酸显著;酸性物质的加入降低了浇注料110℃的强度,而1 100℃的强度则有所提高.     

水泥窑用低水泥浇注料性能的研究

以矾土为主要原料,铝酸钙水泥和硅微粉为结合系统,研究了不同热处理温度对水泥窑用低水泥浇注料性能的影响。试样自然干燥24h脱模后,再经110℃烘干24h,分别于300℃、500℃、700℃、900℃、1100℃、1300℃和1500℃热处理3h。检测各温度热处理后试样的体积密度(B.D)、线变化率(P.L.C)、常温抗折强度(M.O.R)、常温耐压强度(C.C.S)、常温耐磨性能以及试样的热膨胀系数和抗热震性能。结果表明,随着热处理温度的提高,水泥窑用低水泥浇注料的体积密度呈现先减小后不变再增大的变化规律;线变化率呈现收缩先增大后减小再增大的变化规律;常温抗折强度和常温耐压强度呈现先增大后减小再增大的变化规律。水泥窑用低水泥浇注料经过1500℃热处理后的磨损量小于经过1300℃热处理后的磨损量。水泥窑用低水泥浇注料具有相对优良的抗热震性能。     

不同粒度碳化硅对莫来石基浇注料性能的影响

以莫来石、铝矾土为主要原料,铝酸钙水泥为结合系统,分别研究了不同粒度的碳化硅经过不同热处理温度后对莫来石基浇注料性能的影响。试样自然干燥24h脱模后,再经110℃烘干24h,分别于1000℃,1300℃和1500℃热处理3h。检测各温度热处理后试样的线变化率、体积密度、抗折强度、耐压强度以及试样的线胀系数。结果表明,不同粒度的碳化硅对调整浇注料中温的线变化率无明显作用。本实验中,含有粒度75μm SiC的浇注料的体积密度最大,并且含有该粒度SiC的浇注料的力学性能最好。     

养护时间对不同结合体系的刚玉基浇注料性能的影响

为了研究养护时间对不同结合体系的刚玉基浇注料性能的影响,以致密电熔刚玉颗粒(粒度有5~3、3~1、≤1 mm)、致密电熔刚玉细粉(粒度≤0.044 mm)、α-Al2O3微粉、硅灰、电熔镁砂细粉(粒度≤0.088 mm)、纯铝酸钙水泥以及工业纯高效分散剂三聚磷酸钠等为主要原料,设计了4种不同结合体系(分别为无水泥、超低水泥、低水泥和水泥结合)的刚玉基浇注料,主要研究了养护时间对浇注料脱模、烘干及分别在1 300和1 600℃煅烧3 h后的常温耐压强度和烧后线变化率的影响。结果表明:无水泥浇注料须养护1 d以上,超低水泥和低水泥浇注料需养护3 d以上才可获得较好的物理性能,水泥浇注料的最佳养护时间为3 d。     

超高强耐磨耐火浇注料性能的研究

以高铝矾土熟料为骨料,不同比例的超微粉（硅粉）和铝酸盐水泥为结合剂,加入高效外加剂三聚磷酸钠（P3）采用正交实验法以不同配方进行耐火浇注料的成型,分别对试样进行了110,540,815℃力学性能及烧后线收缩率的测试和分析。结果发现影响低水泥耐火浇注料性能的主要因素：水泥的用量是低温阶段耐压强度、抗折强度的主要影响因素,硅粉用量是高温阶段强度的主要影响因素;对于耐火浇注料烧后线收缩的影响,分散剂P3则是高温、低温阶段强度的主要因素。     

超高强耐磨耐次浇注料性能的研究

以高铝矾土熟料为骨料,不同比例的超微粉(硅粉)和铝酸盐水泥为结合剂,加入高效外加剂三聚磷酸钠(P3)采用正交实验法以不同配方进行耐火浇注料的成型,分别对试样进行了110,540,815℃力学性能及烧后线收缩率的测试和分析.结果发现影响低水泥耐火浇注料性能的主要因素:水泥的用量是低温阶段耐压强度、抗折强度的主要影响因素,硅粉用量是高温阶段强度的主要影响因素:对于耐火浇注料烧后线收缩的影响,分散剂P3则是高温、低温阶段强度的主要因素.     

刚玉基超低水泥耐火浇注料的物理和力学性能

研究了刚玉类型对超低水泥浇注料的物理、化学和力学性能的影响。通过将不同类型的刚玉与碳化硅、石墨、水泥、金属硅和二氧化硅微粉混合,分别制得了棕刚玉、板状刚玉和回转窑煅烧矾土基超低水泥浇注料。经110℃干燥24h和经1 450℃保温5h热处理后,检测了试样的体积密度、显气孔率和常温耐压强度。依据抗渣性试验方法检测了试样的抗渣性。通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDX)和X射线衍射(XRD)对试样进行了分析。结果表明:所有的耐火浇注料都具有良好的抗渣性。在所有的耐火浇注料中,板状刚玉基耐火浇注料具有最大的常温耐压强度和适宜的气孔率。     

蓝晶石加入量对高铝质低水泥浇注料性能的影响

以特级高铝矾土和蓝晶石为主要原料,SiO2微粉、铝酸钙水泥为结合剂,制备了高铝质低水泥浇注料。研究了蓝晶石加入量(质量分数分别为0%、2%、4%、6%)对试样性能、物相组成和显微结构的影响。结果表明:随着蓝晶石加入量的增加,110℃、24h烘干后浇注料试样性能变化不大;1 350℃、3h和1 500℃、3h处理后浇注料试样永久线变化率和显气孔率呈增大趋势,体积密度呈减小趋势,常温抗折强度变化不大;浇注料试样的高温抗折强度和抗热震性呈先增大后减小趋势。     

红柱石加入量对铝硅质低水泥浇注料性能的影响

为了提高铝硅质低水泥浇注料的高温使用性能,采用红柱石部分取代高铝矾土制备铝硅质浇注料。以特级高铝矾土、红柱石、SiO2微粉、α-Al2O3微粉和Secar 71水泥为主要原料制备了铝硅质低水泥浇注料,并研究了红柱石加入量(质量分数分别为0、10%、20%、30%、40%)对试样性能、物相组成和显微结构的影响。结果表明:随着红柱石加入量的增加,110℃24 h烘干后试样体积密度呈略减趋势,显气孔率和常温抗折强度变化不大;1 350℃3 h和1 500℃3 h处理后浇注料试样永久线变化率和显气孔率呈增大趋势,体积密度和常温抗折强度呈减小趋势;1 500℃3 h处理后浇注料试样的高温抗折强度和抗热震性呈先增大后减小趋势。综合各项性能认为,红柱石的加入质量分数以20%为最佳。     

铝酸钙水泥对硅酸铝质浇注料性能的影响

以山西矾土为主要原料,铝酸钙水泥为结合剂,三聚磷酸钠为减水剂.通过不同的水泥加入量(3%、5%、7%、9%、11%),在110℃×24 h、1 100℃×3 h和1 450℃×3 h烧成.性能检测表明:在水泥加入量为5%的时候,耐火浇注料的体积密度较高,耐压强度好,线变化率小,浇注料的各项性能达到最佳.     

TiO2加入量对刚玉-尖晶石浇注料性能的影响

以板状刚玉为骨料,电熔白刚玉粉、电熔尖晶石粉、α-Al2O3微粉、纯铝酸钙水泥、金红石型TiO2为基质,按骨料、基质质量比为70:30配料,用金红石型TiO2替代≤0.044 mm电熔白刚玉细粉,其加入量(w)分别为0、2%、4%和6%,加水混匀后振动浇注成25 mm×25 mm×125 mm的试样,于室温下养护24 h后脱模,经110℃24 h烘干后,分别经1 100、1 300、1 500℃热处理3 h后,进行常温物理性能、热态抗折强度、抗热震性的研究,并利用SEM对部分试样在1 400℃下高温抗折强度试验后的断口形貌进行分析。结果表明:(1)1 300和1 500℃烧后试样基质中主要物相为刚玉、尖晶石、钛酸铝和六铝酸钙;随TiO2加入量的增加,TiO2与Al2O3反应生成的钛酸铝衍射峰强度逐渐增加。(2)加入TiO2对1 100和1 300℃烧后刚玉-尖晶石浇注料的显气孔率、体积密度和线变化率影响较小;但使1 500℃烧后浇注料的显气孔率降低,体积密度增加,体积变化从微膨胀到收缩。(3)加入2%TiO2可明显提高浇注料的常温强度,但加入量>4%时明显降低了浇注料的常温强度。(4)加入TiO2对浇注料的高...     

不同微粉对刚玉质浇注料性能的影响研究

在刚玉质低水泥浇注料中分别引入SiO2微粉和Al2O3/SiO2凝胶粉,研究了试样经烘烤(110 ℃×24 h)和烧成(分别为1100 ℃×3 h和1500 ℃×3 h)后的气孔率、体积密度、线变化率、抗折强度及耐压强度等物理性能.研究结果表明:在刚玉质低水泥浇注料中加入Al2O3/SiO2凝胶粉和SiO2微粉均能有效地降低气孔率,提高其体积密度和强度;但微粉的引入使试样的线变化率增大,且随着热处理温度的提高,影响更加显著.微粉的引入可以有效地改善浇注料中物料的填充行为及烧结行为,从而提高浇注料的密度与强度;在浇注料中加入6wt%的SiO2微粉或6wt%的Al2O3/SiO2凝胶粉可使浇注料获得较好的综合物理性能.     

粒度组成对高铝质低水泥浇注料性能的影响

以三聚磷酸钠为分散剂,以特级高铝矾土熟料为骨料和细粉,加入5%的SiO2微粉,骨料的配方选取合适的粒度分布系数(q值取0.26～0.30)制备试样.分别测定了在烘干(110 ℃×24 h)和中温处理(1 100 ℃×3 h)后试样的显气孔率、体积密度、抗折强度和耐压强度.结果表明,粒度组成对浇注料性能有显著的影响,对于该试验所选用的耐火原料,当q值取0.28时,浇注料的性能最好,尤其是中温处理后试样的强度增加显著.     

铁水预处理喷枪用耐火浇注料的研制与应用

选择焦宝石、普通电熔莫来石、红柱石为主要原料,Al-80水泥和α-Al2O3微粉、SiO2微粉为复合结合剂,耐热钢纤维为增强材料,≤0.088mm的锂辉石为烧结矿化剂,骨料由20~8mm、8~5mm、5~3mm、3~1mm、≤1mm五个级配组成。按照浇注料的设计配方进行了浇注料的配制,加水搅拌后制成40mm×40mm×160mm的试样,并进行110℃24h、1100℃3h和1450℃3h热处理,然后对浇注料的主要化学组成和3个温度热处理后试样的体积密度与耐压强度进行了检测,同时对1100℃3h和1450℃3h热处理试样进行岩相结构分析。结果表明:研制的浇注料结合强度适中,微观结构合理,达到了改善浇注料使用温度条件下烧结状况与抗热震性的预期效果。实际生产中的推广应用表明,喷枪的使用寿命延长1~4倍。     

硅溶胶对刚玉浇注料性能的影响

以5～8、3～5、1～3及≤1 mm的电熔刚玉为骨料,致密刚玉粉(≤0.074 mm)、白刚玉粉(≤0.043mm)及α-Al2O3微粉为细粉,矾土水泥和硅溶胶为结合剂,按骨料、粉料质量比为64∶36配料制成试样,自然养护后于110℃24 h烘干,然后分别于815℃3 h、1 100℃3 h和1 400℃3 h热处理。对处理后试样进行了常温抗折强度、耐压强度、体积密度、线变化率和抗热震性能的检测及显微结构分析。结果表明:硅溶胶结合浇注料于1 100℃3 h处理后的抗折强度和耐压强度分别达到27.1和178 MPa,远高于相同温度下水泥结合浇注料的;硅溶胶结合浇注料在20～1 100℃水冷热震循坏100次后基本没有出现裂纹,其耐压强度损失率仅为24.4%,而水泥结合的浇注料热震循坏49次后就完全开裂。     

浇注料在不同加热过程中的弹性模量变化

为了研究浇注料烘烤过程中其内部状态变化与其弹性模量变化的相关性,将纯铝酸钙水泥结合的刚玉质浇注料振动成型,自然养护24 h后脱模,部分脱模后试样继续在烘箱中于110℃干燥48 h,部分干燥后试样继续在500℃热处理3 h,采用弯曲共振法检测试样在不同加热过程中的弹性模量变化:1)对脱模后试样,以5℃·min-1的速率升温,并在50℃及其整数倍温度点保温60~90 min,检测试样在加热过程中的弹性模量变化;2)对干燥后试样,以5℃·min-1的速率连续升温至500℃,检测试样在加热过程中的弹性模量变化;3)对500℃热处理后试样,以15℃·min-1的速率连续升温至500℃后保温35 min,检测试样在保温过程中的弹性模量变化。结果表明:1)自由水的排出使试样的弹性模量增大,结合水的排出则使其弹性模量减小;2)在连续升温的加热过程中,自由水和结合水的排出滞后于设置保温的加热过程,试样弹性模量的变化也出现相应的滞后现象;3)快速连续升温过程中试样内部存在热应力,温度和热应力的存在会影响试样的弹性模量;4)浇注料烘烤过程中弹性模量的变化可综合反映其内部状态变化尤其是水分排出情况的变化。     

堇青石对莫来石-铝矾土浇注料性能的影响

以莫来石、铝矾土为主要原料,铝酸钙水泥为结合系统,分别研究了不同堇青石含量经过不同热处理温度后对莫来石-铝矾土浇注料性能的影响.试样自然干燥24 h脱模后,再经110 ℃烘干24 h,分别于1000 ℃、1300 ℃和1500 ℃热处理3 h.检测各温度热处理后试样的线变化率(P.L.C)、体积密度(B.D)、抗折强度(M.O.R)、耐压强度(C.C.S)以及试样的热膨胀系数和抗热震性能.结果表明,莫来石-铝矾土浇注料的体积密度随着堇青石含量的增加而减小.经过1000 ℃和1300 ℃热处理后,莫来石-铝矾土浇注料的抗折强度随着堇青石含量的增加而下降.莫来石-铝矾土浇注料随着堇青石含量的增加,有助于改善材料的抗热震性,材料的强度保持率逐渐增大,且较低的体积密度有利于材料获得较高的热震后的强度保持率.     

毫微结构的胶质二氧化硅对片状氧化铝浇注料性能的影响

最近几年溶胶作为结合剂一直用于低水泥、超低水泥和无水泥浇注料中。胶质二氧化硅是一种溶胶．由于其更高的热机械性能,它会影响到耐火浇注料的结构。若用胶质二氧化硅替代铝酸钙水泥（CAC）作为结合剂,则低水泥和超低水泥浇注料的所有优点都会表现出来,而消除了其许多缺点。研究了以不同比冽的胶质二氧化硅（如1％、3％和5％）替代CAC对片状氧化铝浇注料性能的影响。结果表明,当胶质二氧化硅从1％增加到5％时,体积密度增加,显气孔率则降低。另外,含5％胶质二氧化硅的试样在1400℃下的耐压强度与含1％或3％胶质二氧化硅或不合胶质二氧化硅的试样相比,耐压强度显著增加。