二氧化硅对二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石材料性能的影响

国内二次铝灰产量大,且总铝含量不低,堆放过程中受到雨水淋溶,导致自然水体被污染和土壤盐碱化等危害。在前期研究的基础上,以再生铝行业产生的二次铝灰为主要原料,采用固相烧结法开展二氧化硅含量对二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石材料性能影响的研究,并采用XRD、SEM及红外谱图等手段分析烧结产物。研究结果表明,二次铝灰和氧化镁质量分数比为1∶0.2时,在1 400℃条件下烧结,保温3 h,二次铝灰可以烧结制备镁铝尖晶石材料;二氧化硅对二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石材料性能有影响,添加5%二氧化硅时,所得镁铝尖晶石材料性能最佳,体积密度为2.03 g/cm³,线变化率为0.42,抗压强度为91.1 MPa;含5%～20%二氧化硅的原料样品在1 400℃烧结,烧结材料主要物相为MgAl₂O₄,随二氧化硅含量增加,MgAl₂O₄衍射峰强度减弱,烧结体中出现较厚纤维状组织,材料致密性提高,适量二氧化硅的存在对二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石材料起到促进作用;在烧结过程中,产物的晶胞常数和晶胞体积都经历先变大后...     

二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石材料

以再生铝行业二次铝灰为主要原料,开展二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石(MA)材料的研究.热力学分析表明,二次铝灰添加MgO,理论上可以制备出MA材料.研究结果表明,当二次铝灰和氧化镁质量分数比为1:0.2,在1100～1500℃范围内,均能制备出MA材料;随烧结温度升高,MA材料纯度和结晶度明显提高,抗压强度呈升高趋势,显气孔率呈下降趋势.当烧结温度为1400℃时,所制备出MA材料显气孔率和体积密度分别为9.65％和2.02 g/cm3,线变化率和抗压强度分别为38％和89.8 MPa,材料抗压强度达到国家行业标准《镁砖和镁铝砖》(GB/T 2275-2007)(40 MPa),即抗压强度≥40 MPa标准.上述结果表明,在二次铝灰中添加适量氧化镁,可以将二次铝灰烧结制备成镁铝尖晶石材料,实现资源化利用.     

二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石材料

以再生铝行业二次铝灰为主要原料,开展二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石(MA)材料的研究.热力学分析表明,二次铝灰添加MgO,理论上可以制备出MA材料.研究结果表明,当二次铝灰和氧化镁质量分数比为1:0.2,在1100～1500℃范围内,均能制备出MA材料;随烧结温度升高,MA材料纯度和结晶度明显提高,抗压强度呈升高趋势,显气孔率呈下降趋势.当烧结温度为1400℃时,所制备出MA材料显气孔率和体积密度分别为9.65％和2.02 g/cm3,线变化率和抗压强度分别为38％和89.8 MPa,材料抗压强度达到国家行业标准《镁砖和镁铝砖》(GB/T 2275-2007)(40 MPa),即抗压强度≥40 MPa标准.上述结果表明,在二次铝灰中添加适量氧化镁,可以将二次铝灰烧结制备成镁铝尖晶石材料,实现资源化利用.     

镁铝尖晶石粉体的性能、制备与应用趋势

近20年来,镁铝尖晶石制备技术及应用发生了根本性变化.过去用于耐火材料、耐磨材料、陶瓷工业的镁铝尖晶石粉体,逐渐应用于功能材料、激光晶体材料等高技术领域.综述了高性能镁铝尖晶石的性能、以及制备技术的发展状况和应用前景.特别指出粉体纯度是一个重要性能指标.     

氧化镧对菱镁矿风化石制备镁铝尖晶石组成结构的影响

以菱镁矿风化石与工业氧化铝为原料,按照尖晶石理论组成对两种物料进行配料,添加不同数量的氧化镧,分析研究氧化镧对以菱镁矿风化石为原料制备的镁铝尖晶石组成结构、结晶度、晶胞常数的影响,用XRD分析法和SEM法对烧后试样的相组成和显微结构进行研究。利用X’Pert Plus软件对试样中结晶相的相对结晶度进行计算,并对镁铝尖晶石相的晶胞常数进行分析。结果表明,以菱镁矿风化石为主要原料制备出的镁铝尖晶石材料中主晶相镁铝尖晶石的晶胞常数随着氧化镧加入量增加而增大。当氧化镧加入量为0.8%～1.0%时,镁铝尖晶石晶胞常数增加趋势减弱。加入氧化镧可以提高材料中结晶相结晶度,当氧化镧加入量达到0.8%时,材料中结晶相结晶度是未加入氧化镧的1.1667倍。结构中镁铝尖晶石的分布更为均匀。     

二次铝灰酸解渣温和脱硅制备镁铝尖晶石

二次铝灰是铝工业熔铸过程产生的危险废弃物,可用于制备高值镁铝尖晶石材料,但其中的硅易转化为低膨胀性硅酸盐,影响产品品质。提出二次铝灰酸解渣温和脱硅—成型烧结制备镁铝尖晶石工艺,考察了NaOH浓度、液固比、温度和时间对脱硅率的影响,并对脱硅过程进行了动力学计算与转化行为分析。结果表明,脱硅过程的最优反应条件为：NaOH浓度100 g/L、液固比6 mL/g、反应温度70 ℃、反应时间10 min,硅脱除率可达49.60%。当轻质氧化镁添加量20%、成型压力150 MPa、烧结温度1 600 ℃、烧结时间3 h时,所制备的镁铝尖晶石体积密度为2.76 g/cm3,显气孔率为21.85%,满足工业使用要求。本研究可为二次铝灰的资源化利用提供新思路。     

添加轻烧氧化镁对镁铝尖晶石轻质耐火材料烧结性能的影响

以工业氧化铝和重烧氧化镁为原料,通过添加轻烧氧化镁微粉的方法,合成了镁铝尖晶石轻质耐火材料,考察了添加轻烧氧化镁微粉对一步煅烧法制备的镁铝尖晶石轻质耐火材料烧结性能的影响.研究结果表明,添加轻烧氧化镁微粉对镁铝尖晶石的烧结具有明显的促进作用,烧结温度越高越有利于镁铝尖晶石的合成.     

添加剂对合成镁铝尖晶石反应烧结的影响

研究了ＭｇＣｌ_２、ＡｌＣｌ_３、ＭｇＦ_２、ＡｌＦ_３四种添加剂对合成镁铝尖晶石的影响。结果表明，添加适量的ＡｌＦ_３，不仅能使镁铝尖晶石相提前大量生成，提高镁铝尖晶石熟料的致密性，改善镁铝尖晶石熟料的显微结构，而且还可以提高以菱镁石和高铝矾土天然原料为原料合成镁铝尖晶石熟料的纯度。     

红土镍矿回转窑用低导镁铝锆砖的研制与实践

红土镍矿回转窑直接还原生产镍铁工艺,具有渣含量高、波动大、黏度低的特点,对耐火材料性能要求苛刻。试验利用微孔镁铝合成料、高纯烧结镁砂、电熔镁铝尖晶石、锆源细粉为主要原料制备低导镁铝锆砖,该锆砖具有气孔率高、体密低、高热震稳定性的特点,微孔镁铝合成料引入可明显降低材料的导热率和体积密度,降低简体温度和载荷,进而实现节能降耗的目的,在红土镍矿回转窑中取得了良好的使用效果。     

镁铝尖晶石质耐火材料的合成

以MgAl2O4为骨料,MgO和Al2O3为基质料,通过固相烧结法合成了镁铝尖晶石质耐火材料,考察了原料组成、骨料粒度和成型压力对一步烧结法合成镁铝尖晶石烧结性能的影响.结果表明,随着基质料含量的增加和骨料粒度的增大,试样的线变化率和显气孔率逐渐增大;随着成型压力的增加,试样的显气孔率明显减小,线变化率增加.以镁铝尖晶石(粒度＜177μm)为骨料,按镁铝尖晶石,氧化镁,氧化铝的摩尔比为20:40:40配料,在200MPa压力下成型,可以获得显气孔率较低、线变化率适宜的镁铝尖晶石质耐火材料.     

长水口渣线部位用镁碳质耐火材料的性能研究及应用

摘要：为了进一步提高长水口渣线部位用镁碳质耐火材料的服役寿命,研究了Si粉添加量（质量分数1%~5%）对镁碳质耐火材料显气孔率、体积密度、常温强度和高温抗折强度等关键性能的影响,以及与传统铝碳质耐火材料的抗渣性能对比。结果表明,随着Si粉添加量的增加,镁碳质耐火材料的显气孔率略有降低,常温强度影响不大,高温强度明显增强。其中,当Si粉添加量为5%（质量分数）时,镁碳质耐火材料高温抗折强度提高了30.2%。此外,研究发现,铝碳质耐火材料的侵蚀速率随中间包渣碱度的增大而增大,而镁碳质耐火材料在面对高碱度渣时表现出更好的抗侵蚀能力。最后,在钢厂实际环境的产品测试结果也印证了Si粉对镁碳质耐火材料使用性能的有效提升,具体为用常规铝碳质渣线浇铸SPHD、SPHE和IF钢种时的使用寿命仅为1~3炉,而用镁碳质长水口渣线浇铸的使用寿命提升到3~6炉。     

Effects of Sm2O3 addition on sintering behavior of pre-synthesized magnesia-rich magnesium aluminate spinel

The effects of Sm₂O₃ as an additive on the densification of a pre-synthesized magnesia-rich spinel were investigated. The sintering behavior of the material was characterized by analyzing its dilatometric characteristics, linear shrinkage, bulk density, apparent porosity, phase structure, and microstructure. Moreover, the cold modulus of rupture (CMOR) and microhardness of the spinel were measured. The results show that samarium oxide reacts with the spinel to form SmAlO₃ (a rare-earth aluminate) to improve the sintering performance and mechanical properties of the spinel. The formation of magnesite phases decreases the rupture strength of the spinel. However, this MgO phase is inlaid in spinel grains boundary, has a pinning effect which can improve the sinterability of the spinel.     

氧化镁对氧化铝空心球隔热制品性能的影响

以氧化铝空心球和烧结氧化铝微粉为主要原料,制备氧化铝空心球隔热制品。研究了氧化镁以轻烧氧化镁粉、含镁氧化铝空心球的形式引入对试样抗热震性及其它性能的影响。结果表明:随轻烧氧化镁细粉和富铝尖晶石空心球的引入,材料的抗热震性明显提高,当轻烧氧化镁的加入量为5%,富铝尖晶石空心球加入量为25%时,能够显著提高材料的抗热震性;引入氧化镁的隔热制品,其体积密度和常温耐压强度稍有下降,烧成线变化率变大,荷重软化温度、重烧线变化率相差不大,而热导率降低了23%。     

TiO2及含钛尖晶石对镁质浇注料性能的影响

探讨了TiO2引入方式对镁质浇注料性能的影响,结果表明:随着TiO2的增加,材料显气孔率上升,体积密度下降.含钛尖晶石的加入对烧结性能有一定影响,但不显著,对常温强度提高有利.由于有钙钛矿生成堵塞气孔,因此含钛尖晶石更有利于改善镁质浇注料的抗渗透性能,而在抗侵蚀性方面无明显差别.     

尖晶石对刚玉-尖晶石浇注料性能的影响

以板状刚玉(6 mm～1 mm、1 mm～0.5 mm、0.5 mm～0mm)、烧结尖晶石颗粒(1mm～0.5 mm)为骨料,电熔尖晶石细粉(≤0.044 mm)、白刚玉细粉(≤0.044 mm)、α- Al2O3微粉(≤5μm,d50=2.01 μm)、纯铝酸钙水泥为基质,按骨料与基质的质量比为70∶30配料,以烧结...     

Comparative study for physical properties and corrosion mechanism of synthetic and in situ MgAl2O4 spinel formation zero cement refractory castables

Abstract

Magnesium aluminate spinel (MgAl₂O₄) is an excellent castable refractory product due to its high temperature thermal, chemical and mechanical properties. Alumina spinel castables are produced by addition of synthetic spinel or in situ spinel formation during the firing process. In the first part of the experimental studies, alumina rich MgAl₂O₄ spinel castable was produced using a solid state reaction technique. Tabular alumina and sea water magnesia (<100 μm) were used as starting raw materials. In the second part of the experimental studies, commercial synthetic spinel added castables were produced. In order to compare experimental results, both parts of the experimental study involved compositions with the same proportions of MgO. α-500 hydratable alumina was used as binder. Castables were sintered at 1500 and 1600°C. Water absorption, apparent porosity, bulk density and cold crushing strength values were considered and the optimum sintering temperature, proportions of synthetic spinel and sea water magnesia were determined. The XRD patterns confirm the phase formation of MgAl₂O₄. Moreover, the physical properties of the castables were supported by this XRD analysis. Scanning electron microscopy investigations of the fired samples were carried out to compare the effect of synthetic spinel addition and in situ phase formation on the physical properties of the castables. The mechanism of slag penetration to two types of zero cement castables for steel ladles was examined and the penetration layer chemically analysed by energy dispersive X-ray analysis studies.     

CoO对菱镁矿制备镁砂性能的影响

通过添加CoO到天然菱镁矿中,采用二步煅烧法制备了镁砂。利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜表征了样品的物相构成和显微组织。结果表明,在1600℃烧结保温3 h,未添加CoO试样烧结前后线变化率为8.8%,制备镁砂的体积密度为3.02 g·cm-3,显气孔率为17.8%,MgO晶粒尺寸为3.66 μm;在相同烧结条件下,添加质量分数为0.75% CoO试样烧结前后线变化率为18.1%,镁砂的体积密度为3.28 g·cm-3,显气孔率为9.4%,MgO晶粒尺寸为5.31 μm。经高温烧结后,添加到菱镁矿中的CoO完全固溶到MgO晶格中,改变了MgO晶格常数,导致MgO发生晶格畸变,降低了MgO生长活化能,促进菱镁矿的烧结。     

铝钛渣对镁质复合材料烧结性能的影响简

 为了探索铝钛渣对镁质复合材料烧结性能的影响,提高镁质复合材料的使用性能,试验用电熔镁砂、高纯镁砂、氧化铝微粉和氧化铬微粉为主要原料制备镁质复合材料。用热膨胀仪对比烧前和烧后镁质复合材料的线膨胀率和线膨胀系数,结果表明,烧前镁质复合材料的线膨胀率和线膨胀系数为1100~1300℃,会出现较明显的增大趋势,烧后镁质复合材料的线膨胀率未出现显著增大的趋势,而线膨胀系数随着铝钛渣加入量的增大而逐渐减小。铝钛渣对镁质复合材料有促烧结作用,经1100和1500℃烧后的镁质复合材料体积密度和常温抗折强度随铝钛渣加入量增大而逐渐增大。     

Al2O3细粉对MgO系浇注料性能的影响

本文研究了Al2O3细粉的加入对MgO系浇注料性能的影响。在110℃×24h烘干,1500℃×3h烧成制度下,通过改变基质中Al2O3细粉的加入量,对材料物理性能和力学性能进行测试。结果表明：3％～5％Al2O3细粉的加入能显著改善MgO系浇注料的综合烧结性能：显气孔率15％～17％;体积密度3．01～3．03g／cm^3;耐压强度和抗折强度分别高达85～92MPa和12．4—14．5MPa;当Al2O3细粉的加入量大于5％时,由于材料线变化率和显气孔率的过度增大,引起材料结构的松散,导致材料强度的降低和抗渣性能的下降如：显气孔率大于20％;体积密度小于2．90g／cm^3;耐压强度和抗折强度则分别小于70MPa和10MPa。