Fe_2O_3、Al_2O_3加入物对镁钙砂抗水化性的影响

以菱镁矿、白云石为原料,采用一步法合成了镁钙砂。合成砂的MgO为78％,CaO＞18％。重点讨论了添加Fe2O3、Al2O3对合成砂抗水化性的影响。结果表明,这两种添加剂均可以促进MgO、CaO的晶体发育,改善烧结体的显微结构,提高MgO－CaO系材料的抗水化性。     

白云石质煤矸石的烧结及其熟料的抗水化性

首先分析了某矿区白云石质煤矸石的化学矿物组成,然后研究了该煤矸石(粒度0.1 mm)的烧结(分别在1 500、1 550、1 600、1 650℃保温3 h煅烧)及其烧后熟料颗粒(3~5 mm)的抗水化性,并分析了熟料物相组成和显微结构。结果表明:该矿区白云石质煤矸石在1 600℃3 h煅烧后具有致密的组织结构,试样的显气孔率为0.56%,体积密度达到3.14 g.cm-3,在(0.15±0.01)MPa的蒸汽压力下蒸煮12 h尚未完全水化,而且在空气中放置40 d仍未粉化,具有较好的抗水化性。这主要是由于白云石质煤矸石原料中所含的Al2O3、TiO2、Fe2O3等杂质在烧结过程中反应生成了不易水化的C4AF等低熔物,不仅促进了材料的烧结,而且在游离CaO表面形成保护膜,从而在一定程度上提高了材料的抗水化性。     

以钢渣为烧结剂制备白云石熟料

为了得到烧结致密,抗水化性好的烧结白云石,以钢渣为烧结剂制备了烧结白云石熟料。研究了钢渣种类(富铁钢渣、富铝钢渣)及加入量(加入质量分数分别为0. 5%、1%、1. 5%、2. 0%、2. 5%)对白云石熟料烧结性能、抗水化性以及荷重软化温度的影响。结果表明:引入钢渣后白云石熟料烧后收缩率增大,显气孔率降低,体积密度显著增加,抗水化性明显提高;与无烧结剂的对比,添加钢渣2. 0%(w)后其荷重软化开始温度t0. 6下降约50℃,但其溃裂温度t2. 0均在1 700℃以上。     

添加稀土氧化物对白云石烧结和抗水化性能的影响

通过测定烧后试样的体积密度、显气孔率和抗水化性能，研究了稀土氧化物及稀土精矿对白云石烧结和抗水化性能的影响。结果表明：添加少量的氧化铈、混合稀土氧化物、氧化镧可以明显地促进白云石的烧结．提高白云石的抗水化性能。尤以添加氧化铈对提高白云石熟料抗水化性能的效果最为显著；添加少量的氧化铈，经１６００℃，３ｈ煅炼后可获得体积密度达３．２４ｇ／ｃｍ￣３的白云石熟料。该熟料在水蒸汽表压为０．３ＭＰａ，２ｈ条件下的粉化率为１９．１１％，比没有添加剂的白云石熟料的粉化率９４．４９％有大幅度的降低。     

抗水化型氧化钙的水化过程

用X-射线衍射仪对含Al2O3的氧化钙熟料在不同条件下放置过程中水化产物进行了鉴定;用电子探针分析了Al2O3等在CaO基体中的分布。结果进一步证实了这种熟料抗水化的原因在于其极低的显气孔率和发育良好的CaO晶粒自身水化活性的降低，C3A分布在CaO晶粒周围也起到了保护CaO晶粒免于水化的作用。     

Al2O3对CaO烧结过程的作用

在较低温度下(≤1600℃)，将添加Al2O3的高纯石灰石在不同煅烧温度下制得了CaO烧结熟科。考察了煅烧温度、保温时间及不同的Al2O3添加量对CaO烧结的作用。试验结果表明，Al2O3的加入使CaO在煅烧过程中得到发育良好的晶粒和撮低的显气孔率。在高于1500℃煅烧的试样中，显气孔率与保温时间之间呈对数关系，这种烧结熟料良好的抗水化性能在于其级低的显气孔率和发育良好的CaO晶粒自身水化活性的降低。     

转炉钢渣中物相易磨性及胶凝性的差异

将钢渣粉磨后分级,得到7种不同粒径的试样,用x射线衍射仪分析了它们的矿物成分,研究了粗粒子试样在硅酸钠作用下的胶凝性,并以矿渣为参比样,比较研究了钢渣细粉与矿渣易磨性及胶凝性的差异,用扫描电子显微镜及X射线能谱仪分析了钢渣中硅酸盐矿物硅酸二钙(C3S)和硅酸二钙(C2S)的固溶组分.结果表明:钢渣中难磨组分为铁铝酸钙[Ca2(Al,Fe)205] 和镁铁相同溶体(MgO·2FeO),且它的水化反应活性很低;钢渣中C3S和C2S具有较好的易磨性,其易磨性比矿渣的略好,但其水化反应活性明显比矿渣的差,钢渣中的C3S和C2S固溶了较多的异离子;钢渣水化活性低是由于它所含的矿物Ca2(Al,Fe)2O5,MgO·2FeO无水硬性,C2S呈γ型,水硬性低,而C3S是在长时间高温下形成的,它具有较稳定的结构,其水化活性亦相对较低.     

铁红对白云石熟料烧结性和抗水化性的影响

以河南卫辉白云石为主要原料,采用二步煅烧法,在实验室研究了不同温度条件下铁红(Fe2O3)对白云石熟料烧结与抗水化性能的影响,并采用扫描电子显微镜对试样的显微结构进行了分析。结果表明:当煅烧温度为1 400~1 500℃和1 500~1 600℃时,分别添加质量分数为0.5%和0.25%的铁红能显著提高白云石熟料的烧结和抗水化性能。白云石烧结过程中形成的C2F分布于颗粒间隙处,形成防水保护膜包裹在方钙石和方镁石颗粒表面,提高了白云石的抗水化性能。     

弱还原气氛下不同化学成分对煤灰熔融性的影响

以宁煤煤灰为研究对象,研究了高岭土、Ca2SiO3、Fe2O3、CaO、Al2O3、SiO2等添加剂在弱还原气氛中对煤灰熔融性的影响.实验结果表明:SiO2,Al2O3,Fe2O3,CaO对煤灰熔融温度的影响基本都是随氧化物含量增加先降低后升高;酸性矿物高岭土可以显著提高煤灰的熔融温度;碱性矿物Ca2SiO3可以降低煤灰的熔融温度.在一定的含量范围内,高岭土、Al2O3、SiO2均可提高煤灰熔融温度,但高岭土效果较好;Ca2 SiO3、Fe2O3、CaO均可降低煤灰熔融温度,Ca2SiO3下降效果较为明显.     

氮化硅结合碳化硅材料反应烧结时的杂质相行为分析

分析了Si3N4结合Si3C材料反应烧结时Fe2O3、SiO2、Al2O3、CaO等杂质相的反应行为。     

焚烧含盐有机废液添加剂对流化床床料烧结的影响

研究分别以砂子和煤灰为床料,含盐废液在流化床中焚烧,添加剂CaO、Fe₂O₃、A1₂O₃对阻止床料结焦的作用机理.结果表明,当砂子或煤灰中形成Na₂CO₃时,CaO、Fe₂O₃能够解决床料的结焦问题,而Al₂O₃却促进砂子的结焦.当砂子中含有NaCl时,A1₂O₃能很好地解决砂子的结焦问题,而CaO、Fe₂O₃虽然对防止结焦有效果,但不能根本解决砂子的结焦问题.当煤灰中含有NaCl时,CaO、Fe₂O₃对于防止床料的结焦效果较好,而A1₂O₃反而造成严重结焦.研究结果为含盐有机废液在流化床中焚烧时防止床料结焦选择合适的添加剂提供理论依据.     

添加稀土氧化物对合成MgO－CaO系熟料的烧结和抗水化性能的影响

研究了稀土氧化物对二步合成ＭｇＯ－ＣａＯ砂的体积密度、抗水化性和抗渣性能的影响。结果表明：加入少量稀土氧化物可明显地促进合成ＭｇＯ－ＣａＯ砂的烧结和增强其抗水化性，且对合成砂的抗渣性能无明显不良影响。     

含ZrO_2添加剂对方镁石-尖晶石耐火材料抗渣性能的影响

采用电熔镁砂、电熔镁铝尖晶石为主要原料,用坩埚法研究了三种含ＺｒＯ２ 添加剂对方镁石－ 尖晶石耐火材料抗渣性能的影响。结果表明：引入的ＺｒＯ２ 能有效吸收渣中的ＣａＯ,形成高熔点的ＣａＺｒＯ３ 固相堵塞在气孔中,阻止了炉渣的进一步渗透,又有效地降低了ＣａＯ 对尖晶石的分解作用及ＣａＯ、ＳｉＯ２ 等对主晶相方镁石的侵蚀作用;同时,ＺｒＯ２ 的引入能促进烧结,提高高温固相直接结合率,对提高抗渣性也有着十分重要的意义。     

Al2O3-W复合材料的抗渣蚀性能

在埋炭条件下,以金属铝粉、氧化钨及刚玉为原料,对以铝热反应为基础制备的Al2O3-W复合材料的抗渣性能进行了研究.结果表明Al2O3-W复合材料的抗渣性能随金属钨含量的增加而改善.金属钨和渣较差的润湿性是一个重要因素,而氧化铝和熔渣的反应机理和常规刚玉质材料的抗渣蚀机理一致.金属钨和渣中被还原的铁相反应生成高熔点相Fe7W6,增加了液相的粘度,抑制了熔渣的侵蚀和渗透.     

不同组成尖晶石对MgO-尖晶石浇注料抗渣性能的影响

采用静态坩埚法和动态回转法研究了不同组成尖晶石对MgO-尖晶石浇注料抗渣性能的影响,并采用扫描电镜和能谱分析测定了渣蚀残样中尖晶石的存在形式和化学组成。结果表明,在基质组成相同的情况下,添加富铝尖晶石的浇注料在加热过程中可生成较多的原位生成尖晶石,原位生成尖晶石吸收渣中FeO3、CaO能力是合成尖晶石的3～5倍,因而该浇注料具有较好的抗渣性能。     

钢渣水化产物的特性(英文)

用X射线衍射分析、水化热的测量、化学结合水量的测定、孔结构的测定、扫描电镜观察及强度测试研究了钢渣的水化产物的特性。结果表明:钢渣硬化浆体中主要含有水化硅酸钙(C–S–H)凝胶、Ca(OH)2、惰性组分[RO相、铁酸二钙(C2F)和Fe3O4]和未水化的胶凝相[硅酸三钙(C3S)和硅酸二钙(C2S)];总体而言,钢渣的水化过程与水泥的水化过程相似;钢渣早期的水化速率远低于水泥,但钢渣后期,尤其是90d之后的水化速率高于水泥的。钢渣水化产生的C–S–H凝胶不具有良好的胶凝性能,凝胶之间的相互黏结也不牢固,因此钢渣砂浆的强度很低。     

差示扫描量热法对Fe1-xO歧化反应的研究

采用差示扫描量热法研究了维氏体歧化反应发生的温度、歧化率以及助催化剂对歧化反应的影响。结果表明,随着维氏体中铁离子缺位浓度（Fe²⁺/Fe³⁺）的增大,歧化率逐渐降低。助催化剂对Fe_1-xO的歧化反应有抑制作用,研究的助催化剂中,CaO、MgO、ZrO₂和V₂O₅对Fe_1-xO的歧化抑制作用较强,这与它们能很好地溶解于铁氧化物晶粒中有关;Al₂O₃、TiO₂、K₂O、CeO₂和混合稀土氧化物对Fe_1-xO歧化反应的抑制作用较弱。多助催化剂的联合使用能够有效抑制Fe_1-xO歧化反应的发生,不同样品发生歧化反应的温度相差不大,起始温度约为260 ℃,峰顶温度约为320 ℃,终止温度约为400 ℃。     

氧化锆-钼金属陶瓷抗钢液及熔渣侵蚀性能

选择纯单斜氧化锆(m-ZrO2)、含3%(mol) Y2O3部分稳定氧化锆(3Y-PSZ)和含12%(mol) CeO2部分稳定氧化锆(12Ce-PSZ),添加30%(j)金属Mo,采用粉末冶金方法制备了相对密度大于95%的致密金属陶瓷试样,将金属陶瓷于1600℃下在IF钢液和Al2O3-CaO-MgO预熔渣中静态侵蚀4 h. 结果表明,金属陶瓷在不同介质中的侵蚀行为与陶瓷基体相关,纯m-ZrO2基体金属陶瓷抗钢液侵蚀性能较好,3Y-PSZ基体金属陶瓷抗熔渣侵蚀性能较好. 钢液对金属陶瓷的侵蚀主要是形成铁钼金属间化合物,熔渣的侵蚀主要是陶瓷基体与渣中CaO反应生成CaZrO3.     

LF精炼废渣水热浸出过程中主要矿相的溶解行为

通过水热浸出实验分别研究了精炼废渣及合成的废渣中2种主要单一矿相12CaO?7Al2O3和2CaO?SiO2的溶解行为,并将二者进行对比分析,探究了LF精炼废渣在水热浸出过程中的溶解行为。结果表明,废渣浸出过程中浸出液的pH?12,且随浸出时间增加,电导率和Ca浓度增加,Al浓度急剧下降,Si浓度低于0.1 mg/L且保持不变;12CaO?7Al2O3浸出过程中,随时间增加,浸出液pH值稳定在约11.3,浸出液中Al浓度增加,Ca浓度略微下降。2CaO?SiO2浸出液中主要为Ca2+,Si浓度低于0.6 mg/L;废渣与单一矿相浸出过程的pH值及Al, Si浓度较接近,可以通过单一矿相的溶解行为研究精炼废渣在水热浸出过程中的溶解行为,但废渣浸出液的Al和Si浓度均低于单一矿相,表明废渣中CaO等其它组分溶解抑制了12CaO?7Al2O3和2CaO?SiO2溶解。     

超低碳铝硅镇静钢精炼过程中夹杂物的行为及其对钢组织的影响

针对RH精炼并结合典型的渣-钢化学平衡实验,研究了超低碳铝硅镇静钢精炼过程中夹杂物的变化以及钢包顶渣组成对钢中夹杂物的影响. 用激光共聚焦高温扫描显微镜在线观察了再加热过程中钢的微观组织变化,讨论了夹杂物对钢的晶粒长大的影响. 结果表明,本实验条件下精炼前钢中夹杂物是以Fe-Mn氧化物为主的复合夹杂,夹杂物数量和大小受渣碱度、Al2O3含量及CaO/Al2O3比值的影响较大,当碱度为1.5及Al2O3含量为20%时,夹杂物数量最少. 以成分优化的钢包渣与精炼末期钢样进行的平衡实验显示,夹杂物为Al2O3-MgO或Al2O3-MgO-SiO2-MnO为主的复合夹杂,随渣中w(MnO)的增加,复合夹杂中Mn含量有增加的趋势,使钢的晶粒长大过程需要更高的再加热温度. 钢样再加热后,钢中夹杂物变为以Al2O3, MgO, SiO2复合夹杂为主,三者总量占夹杂物总量的90%或以上,复合夹杂中MnO含量受加热制度影响.