掺杂不同质量分数Y_2O_3、MgO对Al_2O_3陶瓷显微结构及介电性能的影响

利用放电等离子烧结技术制备了不同质量分数Y_2O_3单独掺杂及不同质量分数Y_2O_3、MgO共同掺杂的Al_2O_3陶瓷,研究了烧结助剂掺杂质量分数对Al_2O_3陶瓷显微结构及介电性能的影响。结果表明,孔隙率是影响Al_2O_3陶瓷介电性能的主要因素;单独掺杂质量分数为0.25% Y_2O_3时,Al_2O_3陶瓷得到最优的介电性能,介电常数(ε_r)为9.5±0.2,介质损耗(tanδ)稳定在10~(-3)数量级以内;同时掺杂Y_2O_3和MgO能进一步改善其介电性能,当两者质量分数均为0.25%时,得到最优值,介电常数(ε_r)为10.3±0.2,介质损耗(tanδ)稳定在8×10~(-4)以下。     

凝胶注模工艺制备闭孔多孔Al_2O_3基陶瓷

以亚微米Al_2O_3粉末为原料,Mg O为掺杂剂,Si C为高温发泡剂,利用Al_2O_3基陶瓷在高温下具有超塑性变形能力的特点,采用凝胶注模工艺制备了闭孔多孔Al_2O_3基陶瓷.研究了不同Si C含量对Al_2O_3基陶瓷烧结密度、开口气孔率、闭口气孔率及微观结构的影响,考察了Al_2O_3基陶瓷的物相组成及气孔孔径的分布和大小,并且与传统的球磨混合工艺进行了对比.研究结果表明,坯体中Mg O与Al_2O_3反应完全,多孔陶瓷的物相组成为Al_2O_3和Mg Al2O4,并伴有少量的SiO_2晶相存在.随着Si C含量的增加,其烧结密度和开口气孔率逐渐降低,闭口气孔率逐渐增加.与球磨混合工艺相比,凝胶注模工艺制备的Al_2O_3基陶瓷中闭口气孔的孔径大小和分布更加均匀.     

节能新窑具—再结晶碳化硅制品

目前国内工业窑炉的窑具多数为陶瓷结合剂的氧化铝(Al_2O_3)和陶瓷结合剂的碳化硅(SiC)制作的高温耐火窑具,热效率低,加热时间长,氧化蠕变灼损大,体积重,耗能多,作为耐火隔热材料是较理想的,但作为窑具远不如再结晶SiC制品。为此改革高温窑具是十分必要的,用SiC再结晶制成的窑具是国外80年代的新技术。据市场了解从国外引进的推板式电炉其窑具有两种:一种是氮化硅结合的碳化硅,一种是再结晶碳化硅,应用效果都比较理     

烧结矿催化还原NO的实验研究

《钢铁企业超低排放改造工作方案(征求意见稿)》中,计划将烧结烟气中NO_x排放质量浓度控制在50 mg/m~3以内,烧结烟气NO_x减排势在必行。因此,旨在利用烧结矿本身作为脱硝催化剂,以烧结过程产生的还原性气体CO为还原剂,系统地研究了烧结矿粒径、焙烧温度、空速比、CO/NO物质的量之比和O_2体积分数对烧结矿催化脱硝效果的影响。结果表明,O_2体积分数对烧结矿催化还原NO的转化率影响较大,当CO体积分数为3%、O_2体积分数为1.04%时,NO的转化率为68.83%;O_2体积分数降低至0.90%以下时,NO的转化率可达95%以上。无O_2条件下,烧结矿粒径为0.2～1.0 mm、焙烧温度为500℃、空速比为3 000 h~(-1)、CO/NO物质的量之比为6时,NO的转化率可达99.58%。以烧结矿为催化剂能有效地促进CO对NO的还原,具有十分重要的环保意义和经济应用前景。     

高铝精炼渣对重轨钢中夹杂物的影响

本文以国内某厂重轨钢U71Mn为例,开展了不同Al_2O_3质量分数精炼渣对重轨钢中夹杂物的影响研究.研究结果表明:在实验室条件下,钢中全氧质量分数随着精炼渣中CaO/SiO_2的增加逐渐降低,钢中夹杂物的平均直径随渣中Al_2O_3质量分数的增加先减小后增大.夹杂物中氧化铝质量分数随着渣中Al_2O_3质量分数降低而降低,当渣中Al_2O_3质量分数低于30%时,精炼渣中Al_2O_3质量分数对夹杂物中氧化铝质量分数影响不大.试样中较大尺寸夹杂物均是以Al_2O_3·MgO为核心的包裹型夹杂,部分试样在Al_2O_3·MgO外侧包有少量的SiO_2,并随着渣中CaO/SiO_2值增加而逐渐减少.夹杂物最外侧为硫化物包裹层,且随着CaO/SiO_2增加包裹范围逐渐变小.     

精炼钢包用Al_2O_3-MgO-CaO系复相耐火材料的研发

为适应精炼钢包用耐火材料轻量化的发展需要,采用两步烧结法向Al_2O_3-MgO-CaO系复相耐火材料中添加La_2O_3,并对该耐火材料的抗LF精炼渣侵蚀性能进行了研究。结果表明,添加的La_2O_3优先固溶入Al_2O_3-MgO-CaO系复相耐火材料的晶相CaO·6Al_2O_3中,促使CaO·6Al_2O_3晶胞产生晶格畸变,有效抑制了CaO·6Al_2O_3晶粒沿基面的异常长大,进而有效地促进了Al_2O_3-MgO-CaO系复相耐火材料的烧结致密化。当添加La_2O_3的质量分数为4%,在1600℃保温2h烧成后,试样的气孔率由占总体积分数的19.2%下降至6.1%,体积密度由2.78g/cm3上升至3.18g/cm3,制得了含MgO·Al_2O_3、CaO·2Al_2O_3、CaO·6Al_2O_3晶相且呈现交织分布、显微结构致密的Al_2O_3-MgO-CaO系复相耐火材料,其抗LF精炼渣侵蚀性能与同等致密度的Al_2O_3-MgO质耐火材料相当。     

钙处理管线钢中Al_2O_3夹杂物的动力学模型

在热力学计算的基础上,基于未反应核模型,建立了管线钢中Al_2O_3夹杂物变性的动力学模型.计算结果表明,Al_2O_3夹杂物变性过程最难阶段在中段,因此Al_2O_3夹杂物变性的中段应创造良好的夹杂物变性的动力学条件;Al_2O_3夹杂物的尺寸是影响夹杂物变性的重要因素,随着Al_2O_3夹杂物粒径的增加,变性难度急剧增加;本模型计算条件下,只有当钢液中Ca质量分数达到0.0014%时,夹杂物才可能变性为液态钙铝酸盐,钙处理用量不同,Al_2O_3夹杂物变性的产物也不同,应根据Al_2O_3夹杂物变性的目标产物决定用钙量,避免夹杂物变性过度.工业试验较好地验证了本模型的计算结果.     

原位生长SiC/MoSi_2复合材料的制备工艺及其力学性能

通过反应烧结成功地制得了in-situ SiC/MOSi_2复合材料,该复合材料的组织均匀致密,相对密度达97.8％,强化相SiC的粒径小于1μm,体积分数为19.8％.复合材料室温抗弯强度为542MPa,断裂韧性5.21MPa·m~(1/2),维氏硬度12.21 GPa;在1200℃和1400℃时的抗压强度为596MPa和175MPa,800℃时的维氏硬度为8.2 GPa.在Al_2O_3和SiC磨盘上表现出优异的耐磨性能。     

风量对烧结烟气成分影响的实验研究

通过对工业冶金烧结过程进行简化,建立了小型固定型的热态烧结试验台,考察了风量对烧结烟气中可燃稀薄气体组分（CO、H2和CH4）体积分数变化的影响。研究结果表明： CO和H2体积分数随风量与时间的变化趋势相似,呈现刚开始快速增加后平稳再急速下降的变化,CO与H2体积分数总体变化为随着风量的增大而减小;燃烧比φCO/（φCO+φCO2）在风量为100m3/(m2·min)左右时较低,说明此时碳的化学能利用较高,但考虑风量提高伴随风机电耗的提高和漏风量的增加,烧结风量为90m3/(m2·min)是实验中得出的较优风量;CH4体积分数在各个风量下都呈现先快速增加再平稳到接近烧结终点后体积分数剧烈减小,且在烧结风量为70m3/(m2·min)时最大,最高接近2%（体积分数）。此实验结果为烧结实际生产的风量选择和烟气回收等节能减排项目提供了一定的参考。     

混铁车用Al2O3—SiC—C质修补料的研制与应用

介绍了大型鱼雷式混铁车用Al_2O_3—SiC—C质振动镘涂抹料STPC—100,喷补料SGL—1的研制和应用情况。结果表明:两个牌号修补料完全适用于宝钢混铁车内衬Al_2O_3—SiC—C砖检修工艺要求,材料施工性能良好。在脱硫条件下,其使用寿命达到和超过了同类进口料的实物水平,为国内大型混铁车使用新材质修补料提供了经验。     

起止回收CO体积分数影响转炉烟气能量回收的规律分析

转炉炼钢工序转炉烟气显热、潜热回收是"负能炼钢"的核心.以某钢厂300 t顶底复吹转炉为例,建立了转炉烟气中CO、O2体积分数随吹炼时间变化的特征模型,分析了起止回收CO体积分数对转炉煤气回收量及热值、蒸汽极限回收量的影响规律.结果表明,当起止回收CO体积分数增加±1％,转炉煤气回收量减少±0.50 m3/t,热值增加±22.3 kJ/m3,蒸汽极限回收量增加±1.77 kg/t.最后从转炉煤气回收、转炉烟气高温显热回收、转炉吹炼初末期低热值煤气回收利用三个角度分析了提升转炉烟气余热余能回收利用率的途径.     

宝钢烧结烟气NOx过程减排技术

分析了烧结过程中,固体燃料燃烧和含铁原料对烧结烟气NO_X生成和排放的影响规律,并重点阐述了宝钢烧结在NO_X过程减排方面进行的一系列工业试验,如优化烧结固体燃料结构工业试验、改善烧结配矿结构工业试验和采取组合措施降低NO_X排放浓度工业试验等。认为,在尚无末端治理的烧结烟气脱硝工艺前提下,有必要在烧结生产中实施源头控制和过程减排,将烧结烟气NO_X浓度排放限值由500mg/Nm~3减少到300mg/Nm~3,并具有排放限值继续降低的可能。     

工业气体在多孔介质燃烧器中的燃烧研究

主要考查工业混合煤气在多孔介质内燃烧情况.建立二维数学模型,通过Fluent软件计算出燃烧稳定情况下的温度分布和主要组分浓度分布.数值模拟结果证明,工业煤气在多孔介质内燃烧污染物排放量极少,可以有效地利用工业煤气和工业废气,节约能源.     

不锈钢粉末与丝网烧结多孔材料高温硫化性能研究

为了考察滤材结构和形貌对材料抗高温硫化性能影响,研究了不锈钢316L、310S粉末与丝网烧结多孔材料在高温硫化氢气氛[350℃,介质:CO2+H2S(0.02％,体积分数)]中的硫化性能以及材料孔结构的稳定性,并利用光学显微镜观察表面形貌,从而评价耐蚀性能.结果表明:经过1 500h试验,316L、310S粉末烧结金属多孔材料在高温硫化氢气氛中耐腐蚀性能明显低于同类丝网材料,粉末与丝网烧结金属多孔材料的耐蚀性能差异主要由滤材结构和其比表面积决定.     

自生长SiC晶须补强Al_2O_3复合材料

本文研究了制备SiC晶须补强Al_2O_3复合材料的一种新方法。该方法不需要外加晶须。将Al_2O_3、SiO_2与碳黑的混合粉末在Ar气氛中,1600℃反应2h,便可在Al_2O_3基体原料中合成均匀分布的SiC晶须。经1850℃热压后所制备的Al_2O_3-SiC_(w)复合材料的力学性能为:K-(1c)=5.6 MPa·m~(1/2)σb=530 MPa。通过X—射线衍射,扫描电镜等分析了复合材料的相组成及显微组织,并讨论了晶须的增韧机理。     

Al_2O_3对Mo-W-Co高温合金力学性能的影响

通过改变Mo-W-Co高温合金中Al_2O_3的含量,研究Al_2O_3对Mo-W-Co高温合金硬度和耐磨性能的影响.采用球磨、压制成形和真空烧结等工艺制备Mo-W-Co-Al_2O_3高温合金,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和金相显微镜(OM)对制备好的合金的相结构、形貌和粒度进行分析,并测试合金的硬度和耐磨性能.结果表明:添加Al_2O_3能提高Mo-W-Co高温合金的硬度和耐磨性能,当wAl_2O_3为5%时,Mo-W-Co高温合金的硬度和耐磨性能达到最佳效果;在真空烧结时,Al_2O_3在合金中形成了γ-Al_2O_3相,是影响合金组织和性能的关键相.     

Y3Al5O12 掺杂对 YSZ 热障涂层微观结构和高温相稳定性的影响

本文采用大气等离子喷涂技术制备了不同Y_3Al_5O_(12)含量的YSZ@Y_3Al_5O_(12)/NiCrAlY热障涂层,研究了Y_3Al_5O_(12)对YSZ@Y_3Al_5O_(12)热障涂层的微观组织结构和高温相稳定性的影响。结果表明:等离子喷涂YSZ@Y_3Al_5O_(12)涂层呈典型的层状结构,Y_3Al_5O_(12)和YSZ交替沉积。随着Y_3Al_5O_(12)含量的升高,层与层之间的柱状晶结构逐渐消失。制备态的YSZ@Y_3Al_5O_(12)涂层主要含有c-ZrO_2晶相。1250℃下烧结50h后YSZ涂层发生了明显的相变,而1150℃和1250℃热处理后YSZ@Y_3Al_5O_(12)涂层含有相同的c-ZrO2和Y_3Al_5O_(12)两种晶相,表明Y_3Al_5O_(12)可以改善YSZ的高温相稳定性。     

内燃式热风炉燃烧器结构优化

针对内燃式热风炉在燃烧期烟气中CO含量超标问题开展研究工作,提出一种改进型的矩形燃烧器结构,在煤气通道中加入挡板来改变高炉煤气的流动方向。以某公司3号高炉热风炉为研究对象,建立了内燃式热风炉矩形燃烧器和燃烧室的三维模型。利用CFD模拟技术对矩形燃烧器的原始结构和改进后的结构进行燃烧模拟,在矩形燃烧器中加入的煤气挡板分别采用45°、60°、75° 3种倾斜角度放置,分析在不同倾斜角度下的温度场和CO浓度场。与原始结构的结果进行对比,结果表明,优化结构之后燃烧室出口截面的温度场中高温区范围有所扩大,两端眼角处的CO平均体积分数有一定程度减少。当煤气挡板的倾斜角度为60°时出口截面平均温度上升最大,平均温度从1 669 K上升到1 676 K,出口烟气中的CO平均体积分数下降最多,CO平均体积分数从0.007 028%下降到0.005 678%。     

Al_2O_3、MgO交互作用对复合铁酸钙生成影响机理

为了探索复合铁酸钙的生成机制以优化烧结工艺,提高烧结矿质量,采用相平衡法研究了准化学平衡条件下Al_2O_3与MgO在烧结中的行为。结果表明,Al_2O_3和MgO的共同存在有利于复合铁酸钙(silico-ferrite of calcium and alminum,简称SFCA)的生成,但存在着交互作用,MgO促进赤铁矿分解生成磁铁矿,Al_2O_3的存在可抑制MgO的作用,减少磁铁矿生成,尤其在Al_2O_3质量分数较高时,MgO促进磁铁矿生成能力降低,促进SFCA生成作用增强。当MgO质量分数为2%时,添加质量分数2%的Al_2O_3矿相中磁铁矿质量分数快速降低,SFCA质量分数快速增加;随着Al_2O_3质量分数升高,SFCA晶面间距减小,晶体结构稳定性增强,有利于SFCA的生成;Al_2O_3质量分数超过3%后,孔洞结构增多,SFCA质量分数增加变缓,磁铁矿质量分数呈降低趋势,赤铁矿质量分数有升高趋势。     

Al_2O_3含量对铜基粉末冶金摩擦材料摩擦磨损性能的影响

采用粉末冶金方法制备铜基摩擦材料,研究Al_2O_3的添加量对材料的摩擦磨损性能的影响。结果表明:Al_2O_3对材料摩擦磨损性能的影响与摩擦速度密切相关;随着Al_2O_3含量增加,材料的摩擦因数提高,密度降低,硬度增加,磨损量先减小后增大,Al_2O_3质量分数为9%时,复合材料的摩擦因数较高且稳定,磨损量最小。不含Al2O3的材料摩擦表面出现大量凹坑,磨损严重,随着Al_2O_3含量提高,凹坑数量减少,弥散分布的Al_2O_3粒子能强化基体表面强度,从而导致材料磨损量降低。