复合添加TiO2和ZrO2对MgO-MA材料性能的影响

以电熔镁砂、高纯烧结镁砂、烧结富镁尖晶石和α-Al2O3为主要原料,在实验室制备了可替代水泥回转窑烧成带用镁铬砖的方镁石-镁铝尖晶石(MgO-MA)质耐火材料,研究了复合添加1.2%(w)的非晶TiO2粉和2.3%(w)的单斜ZrO2粉对MgO-MA材料性能的影响。结果表明:复合添加TiO2和ZrO2能促进MgO-MA材料的烧结;复合添加TiO2和ZrO2的MgO-MA材料的晶界处生成了CaTiO4和Mg2Zr5O12固溶相,有利于提高MgO-MA材料的挂窑皮性能。     

铜冶炼炉用镁铝钛砖的研制

以电熔尖晶石(4～1 mm)、电熔镁砂(<4、<0.088 mm)及烧结镁砂(4～2、<2 mm)为主要原料,加入α-Al2O3细粉、锐钛矿型TiO2细粉,采用无机复合结合剂制成混合物料,经630 t摩擦压砖机将物料压制成230mm×115 mm×65 mm的标砖,干燥24 h后,经1 600℃高温烧制成镁铝钛砖,检测镁铝钛试验砖的体积密度、显气孔率及抗热震性,同时与镁铬砖及镁铝铬砖进行抗铜渣静态坩埚对比试验,并利用XRD、SEM观察分析烧后镁铝钛砖的相组成和显微结构。结果表明:TiO2细粉加入质量分数为2%的镁铝钛砖中,TiO2与方镁石反应生成Mg2TiO4尖晶石,随着Mg2TiO4被MgAl2O4吸收、固溶,形成新型方镁石-尖晶石-氧化钛硅酸盐系统的复相结构,改善了材料的结构,使其具有良好的烧结性和抗热震性;且镁铝钛砖的抗铜渣侵蚀性与镁铬砖的相当,有可能成为铜冶炼炉用环境友好型耐火材料。     

复合添加剂对RH炉浸渍管用MgO-MgO·Al2O3砖性能的影响

为了提高RH炉浸渍管用MgO-MgO·Al2O3砖性能,以电熔镁砂、烧结镁铝尖晶石、板状刚玉为基础原料,添加不同含量的TiO2和ZrO2复合添加剂来制备MgO-MgO·Al2O3材料.研究了添加剂对材料体积密度、显气孔率、抗热震性、高温抗折强度和抗RH精炼渣侵蚀和渗透性的影响.结果表明:引入复合添加剂能促进MgO-MgO·Al2O3材料的烧结,提高材料的体积密度、高温抗折强度、抗热震性、抗渣侵蚀和渗透性,加入2％的TiO2和1％ ZrO2时烧结性能最好,加入1％的TiO2和2％ ZrO2时抗热震性最佳,加入2％的TiO2和2％ZrO2时高温抗折强度最大,抗渣侵蚀性和渗透性最好.     

水泥回转窑用碱性耐火材料显微结构的控制

根据显微结构特征分析研究了水泥回转窑用无铬碱性耐火材料的性能和发展。这些氧化镁基或白云石基材料,引入低膨胀性且抗侵蚀的加入物改善其显微结构。镁铝尖晶石砖是从直接加入粒状氧化铝、烧成过程中生成原生尖晶石,到直接加入预合成的尖晶石,发展至细粒晶型尖晶石再增强的含电熔尖晶石镁质砖;白云石砖以其良好的对水泥熟料的粘着性而被广泛用于水泥回转窑烧结带,加入氧化镁粉和氧化锆改善其基质增强了抗侵蚀性及抗热震稳定性;新发展的氧化镁-铁铝尖晶石和氧化镁-锰铝尖晶石耐火材料以其优越的柔性而被用于轮箍部位。     

堇青石对镁铝尖晶石质耐火材料抗热震性能的影响

镁铝尖晶石堇青石复合耐火材料是以各种级配的镁铝尖晶石和1 ～Omm的堇青石为骨料,0.088 mm镁铝尖晶石和二氧化硅微粉为基质,加入硅溶胶结合剂制成的烧结耐火材料.所获得的材料经过1200℃烧结具有优良抗热震性以及满足要求的其他性能,随着堇青石掺量的增加,材料的抗折强度降低,抗热震性增强.     

SiO_2含量对尖晶石耐火材料高温性能的影响

结合实例阐述了SiO2 含量对尖晶石耐火材料高温性能的影响。认为 :基质中低镁铝比 (接近尖晶石组成 )的尖晶石材料 ,SiO2 含量对高温性能的影响较严重 ;基质中高镁铝比 (MgO/Al2 O3=1～ 3)的尖晶石材料 ,SiO2 含量越低 ,则抗侵蚀性越好。     

加入α-Al_2O_3和Cr_2O_3对镁质材料性能的影响

以烧结镁砂、镁铝尖晶石、电熔镁砂细粉、活性α-Al2O3粉和Cr2O3粉为原料,以亚硫酸纸浆废液为结合剂,于1 760℃保温110 min烧成后制备了镁质材料,并研究加入α-Al2O3和Cr2O3对复合材料的性能特别是抗热震性、抗蠕变性和高温强度的影响。结果表明:在镁质材料中添加α-Al2O3和(或)Cr2O3均能提高材料的抗热震性、高温强度和抗蠕变性;在添加α-Al2O3的条件下复合引入Cr2O3时,有利于镁质材料高温抗折强度和抗蠕变性的提高,但抗热震性有所降低,当复合引入7.5%质量分数的α-Al2O3和3%质量分数的Cr2O3时,镁质材料的综合高温性能较好。     

固溶反应对MA-Al2O3材料结构和性能的影响

以电熔镁铝尖晶石为主要原料并加入少量烧结刚玉细粉部分替代尖晶石细粉,或以白刚玉为主要原料并加入少量电熔镁铝尖晶石细粉替代白刚玉细粉,制备了两组MA-Al₂O₃材料。研究刚玉与镁铝尖晶石之间的固溶反应对材料性能及显微结构的影响。结果表明：1)在两组材料中均发生了固溶反应,使得镁铝尖晶石的富铝程度增大,镁铝尖晶石中的氧化铝含量(w)由约76%增加到80%以上,从而加强了试样骨料与基质的结合,减少结构缺陷,改善了材料的高温性能;2)在以镁铝尖晶石为主要原料的MA-Al₂O₃材料中,加入烧结刚玉可使其常温耐压强度增大,改善其高温抗蠕变性和抗热震性;3)在以白刚玉为主要原料的MA-Al₂O₃材料中,加入镁铝尖晶石细粉,其常温耐压强度、高温抗蠕变性和高温抗折强度均有大幅度提高。     

镁铝尖晶石基耐火材料的最新研究进展

综述了镁铝尖晶石基耐火材料的最新研究进展 ,介绍了合成镁铝尖晶石原料的几种新方法 ,重点介绍了镁铝尖晶石原料合成的最新研究进展 ,如添加剂、气氛、原料活性等对镁铝尖晶石原料烧结性的影响 ,同时也简介了镁铝尖晶石基耐火材料的高温使用性能 ,如抗渣性、热震稳定性等。     

TiO2加入量对固相烧结合成镁铝尖晶石致密化行为的影响

以低品位菱镁矿和工业α氧化铝微粉为主要原料固相烧结合成镁铝尖晶石,探讨TiO2添加剂对合成镁铝尖晶石致密化行为的影响.用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)及相关分析软件对烧后试样的相组成和显微结构进行研究,以揭示镁铝尖晶石烧结致密化的过程机理.研究结果表明:添加剂TiO2与形成镁铝尖晶石的置换固溶作用是促进固相合成镁铝尖晶石烧结致密化的重要机理,阳离子空位的产生以及镁铝尖晶石的晶格缺陷,高温下有利于镁铝尖晶石的晶体发育和长大,在空间位阻效应的作用下,达到排除气孔使试样致密化的目的;随着TiO2加入量的增多,镁铝尖晶石的致密化程度也逐渐升高,能够有效的改善制品的烧结性能和显微结构.     

钢包渣对轻质方镁石–镁铝尖晶石耐火材料的侵蚀机理

采用多孔方镁石–镁铝尖晶石陶瓷骨料、镁铝尖晶石细粉、镁砂细粉和刚玉细粉等原料制备了尖晶石细粉含量不同的轻质方镁石–尖晶石耐火材料。以钢包渣为侵蚀介质、采用静态坩埚法对材料进行了侵蚀实验,并借助扫描电子显微镜、能谱仪和Fact Sage?热化学软件研究了镁铝尖晶石细粉含量对轻质材料抗渣性能的影响。结果表明:镁铝尖晶石比方镁石具有更强的固溶Fe_2O_3和MnO的能力,能通过吸收渗透渣中Fe_2O_3和MnO增加渗透渣黏度,且当尖晶石细粉含量从0%(质量分数)逐步增大到26.5%时,材料气孔的平均孔径逐渐减小,这些有利于提高抗渣渗透性能;尽管镁铝尖晶石比方镁石更易于溶入钢包渣,但因增加尖晶石含量增强的抗渗透能力,减小了材料与渣的接触面积,减缓了尖晶石向渣中的溶解速率,进而提高了材料的抗渣侵蚀性能。随着尖晶石细粉含量从0%、8.5%、16.3%逐步增加到26.5%,轻质方镁石–尖晶石耐火材料的抗渣性能也逐步提高。     

铁铝尖晶石的合成及镁铁铝尖晶石砖的性能与应用

系统论述了铁铝尖晶石( FeO·Al2O3)的合成、铁的存在价态对镁铁铝尖晶石砖性能的影响,并阐述了采用预合成铁铝尖晶石制备的镁铁铝尖晶石砖在水泥窑上的出色使用性能,指出其完全可以替代现有镁铬砖,是水泥回转窑烧成带用耐火材料的发展方向;同时还指出了镁铁铝尖晶石砖未来的研究方向是降低砖的热导率以及控制铁铝尖晶石合成气氛的简单化.     

富铝尖晶石对镁质耐火材料抗侵蚀性的影响

研究了富铝尖晶石对镁质耐火材料抗钢渣与抗钙处理钢侵蚀性的影响。结果表明 :随着富铝尖晶石加入量的增加 ,镁质耐火材料的抗钙处理钢和钢渣熔蚀性逐渐减弱 ,而抗钢渣渗透性逐渐增强 ;纯镁质和镁尖晶石质耐火材料在抗钢渣与抗钙处理钢侵蚀方面远远优于铝锆碳质材料     

Al2O3-MA-SiC-C质浇注料的抗渣性能

以电熔白刚玉、镁铝尖晶石、SiC细粉、活性α-Al2O3微粉、球状沥青、Si粉、ρ-Al2O3、氧化硅微粉和铝酸钙水泥为原料制备了Al2O3-MA-SiC-C质浇注料。振动浇注成型后采用静态坩埚法测定了浇注料抗渣侵蚀性,利用X射线衍射、电子探针仪和能谱等手段分析了1500℃埋炭处理3h后试样的物相、显微结构和微区成分,以研究结合剂种类(ρ-Al2O3 氧化硅微粉和铝酸钙水泥 氧化硅微粉)、尖晶石和SiC的加入量对浇注料抗渣性能的影响。结果表明:采用ρ-Al2O3 氧化硅微粉结合的浇注料的抗渣性能明显高于采用铝酸钙水泥 氧化硅微粉结合的,这主要与其在高温下形成的物相有关;随着镁铝尖晶石加入量的增多,浇注料的抗渣性能总体上呈升高趋势;随着SiC加入量的增多,浇注料的抗渣性能显著提高,当SiC加入量(质量分数,下同)为25%时,浇注料的抗渣性能最好;加入过多的镁铝尖晶石和SiC对浇注料的抗渣性能不利,这主要同高温下材料中MgO-Al2O3-SiO2系低熔物的形成有关。     

反应烧结铁铝尖晶石添加量对镁铁铝尖晶石耐火材料性能影响

以反应烧结铁铝尖晶石和镁砂为原料,研究了添加1％、3％、5％、7％、9％和11％反应烧结铁铝尖晶石对制备镁铁铝尖晶石耐火材料的性能影响。利用XRD分析试样的物相组成,SEM观察试样的微观结构。结果表明：在1％～11％范围内,随着铁铝尖晶石添加量的增加,镁铁铝尖晶石耐火材料的热震稳定性和挂窑皮性能提高,但荷重软化温度降低;铁铝尖晶石加入量为5％时,镁铁铝尖晶石耐火材料有较大的体积密度、较高的常温耐压强度和较小的显气孔率。     

高铁水兑入比电炉炉盖用镁铝尖晶石浇注料的研制

以粒度≤8 mm特级高铝矾土颗粒和烧结镁砂为骨料,SiO2微粉、α-Al2O3微粉、铝酸钙水泥作结合剂,分别制得镁铝尖晶石质浇注料和铝酸钙水泥结合高铝质浇注料。对试样分别进行烘干、1 350℃3 h和1 500℃3 h热处理并检测其体积密度、抗折强度、耐压强度、加热永久线变化、抗热震性和抗渣性。结果表明:与铝酸钙水泥结合高铝质浇注料相比,镁铝尖晶石质浇注料具有较高的烘干耐压强度,优良的抗渣性,但抗热震性较差。因此,在高铁水兑入比的电炉中,镁铝尖晶石质电炉盖表现出了更长的使用寿命。     

TiO2对水泥窑用镁尖晶石砖性能的影响

镁铬砖因高温性能良好而广泛用于水泥回转窑的烧成带。但是废镁铬砖存在环境污染的问题,替代镁铬砖的无铬砖产品逐渐增加,如向镁砖中加入MgA l2O4或Al2O3。由于尖晶石和镁砂间的热膨胀系数存在差异,会使砖中产生微裂纹,使其弹性增大,因此,制备镁尖晶石砖的途径是向镁砖中添加Al2O3和TiO 2在烧制过程中通过原位反应生成尖晶石。伊朗的研究人员研究了TiO 2对水泥窑用镁尖晶石砖性能的影响。     

MA/CA2复相材料与水泥熟料反应特性研究

随着“铬公害”问题的提出,“无铬化”成为了水泥回转窑烧成带用耐火材料的热点.镁尖晶石砖具有良好的热震稳定性和抗碱、氯、硫侵蚀性等优点,是无铬碱性耐火材料发展的趋势之一,但是其在使用过程中存在粘挂窑皮性能较差的问题.本研究采用自制的MA/CA2复相材料来提高尖晶石粘附水泥熟料能力,通过X射线衍射分析以及扫描电镜分析研究了钙-尖晶石复相材料的性能与显微特征结构及其与水泥熟料高温下反应机理,研究表明MA/CA2复相材料中二铝酸钙能优先于镁铝尖晶石与水泥熟料中组分发生反应,生成钙铝黄长石和铝酸一钙等具有较高熔点物相,在熟料与复相材料之间形成致密反应烧结层,抑制水泥熟料的化学侵蚀与液相渗透,减小MA与水泥熟料的反应程度,提高了MA/CA2复相材料的残余强度.     

Cr2O3对MgO-Al2O3系浇注料性能的影响

研究了氧化铬的引入方式及引入量对钢包渣线用MgO-Al2O3系浇注料性能的影响.结果表明,以工业氧化铬方式引入Cr2O3比以镁铬尖晶石方式引入Cr2O3对材料的热震稳定性更有利,Cr2O3的引入量控制在2%～4%时,材料的抗渣性可以得到显著改善.     

尖晶石组成和含量对RH浸渍管用方镁石-尖晶石质耐火材料性能的影响

为了研究不同尖晶石组成和含量对RH浸渍管用方镁石-尖晶石质耐火材料性能的影响,以高纯烧结镁砂、电熔镁砂、三种预合成烧结镁铝尖晶石(Al2O3的质量分数分别为50%、66%和78%)为原料制备了方镁石-尖晶石耐火材料试样。研究表明:1)加入尖晶石会降低试样的力学性能和热膨胀系数,但可显著提高试样的抗热震性;2)由于原位生成尖晶石的影响,当加入富铝尖晶石时试样的力学性能和热膨胀系数下降,抗热震性提高;3)加入的尖晶石种类和含量不同,试样的断裂机制有所不同,随着尖晶石加入量的增加以及由富镁尖晶石转变为富铝尖晶石,试样由穿晶断裂转变为沿晶断裂。综合考虑,选择富镁尖晶石且尖晶石加入量(w)为16%~18%时,试样的综合性能较优。