用废弃含碳耐火材料合成方镁石-镁铝尖晶石复相材料

以废弃镁碳砖与废弃滑板为原料,分别按照n(MgO)/n(Al2O3)=1,2,3,4比例进行制样,通过1300℃、1400℃、1500℃保温2h对试样进行煅烧.用X射线衍射仪、扫描电镜及X' Pert plus软件对热处理后试样的组成和结构进行表征.结果发现:以废弃镁碳砖与废弃滑板可以合成出方镁石-尖晶石复相材料,随着废弃镁碳砖引入量增加;试样体积密度降低,显气孔率增加,结构组成中方镁石逐渐增加.煅烧温度的增加促进方镁石与刚玉相形成镁铝尖晶石相.当n(MgO)/n(Al2O3)=3,煅烧温度1500℃时,经煅烧后形成方镁石-尖晶石复相结构中结晶相方镁石含量达到33％,镁铝尖晶石59％,方镁石-尖晶石相间由结晶度较差的玻璃相粘结.     

微孔镁尖晶石碳耐火材料的抗渣性能研究

以方镁石-尖晶石微孔陶瓷、电熔镁砂为骨料,以电熔镁砂细粉、鳞片石墨、金属铝粉为基质材料,以酚醛树脂为结合剂制备了含微孔陶瓷骨料的镁尖晶石碳试样.采用感应炉浸渍法对试样进行了抗渣试验,并对渣蚀后的试样进行了SEM和EDAX分析.结果发现:熔渣和熔钢冲刷是损毁的主要原因,熔损并不显著.显微结构分析表明,在侵蚀层和原质层之间可以发现MgO致密层的形成,MgO致密层的形成可抑制渣对试样进一步的侵蚀和渗透.渣对MSO颗粒的侵蚀主要是FeO和MnO等在方镁石中的固溶,导致MgO颗粒出现结构剥落;方镁石-尖晶石微孔陶瓷骨料的蚀损主要是尖晶石被渣中的CaO和SiO2所侵蚀,而渣对微孔骨料渗透并不严重.     

方镁石–铁铝尖晶石材料与水泥熟料间的作用行为

方镁石–铁铝尖晶石耐火材料在水泥回转窑烧成带取得良好使用效果,这与其高温下同水泥熟料之间的反应行为密不可分。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪与Factsage模拟等手段研究了镁砂和铁铝尖晶石颗粒以及方镁石–铁铝尖晶石砖高温下与水泥熟料的作用行为。结果表明：镁砂具有优异的抗水泥熟料侵蚀性能,铁铝尖晶石与水泥熟料高温反应生成大量高温液相,并逐渐被蚕蚀。对于方镁石–铁铝尖晶石砖,方镁石物相和铁铝尖晶石颗粒高温下抵抗水泥熟料侵蚀表现出协同作用。以方镁石为主晶相的基质与水泥物料反应生成高熔点物相,在晶界相内形成骨架结构,提高了晶界相的高温粘度,促进了水泥熟料与耐火材料的结合。同时,铁铝尖晶石与方镁石之间的离子交换促进了铁铝尖晶石颗粒与方镁石基质的结合,抑制了高温下与水泥物料反应时长石类低熔点相的产生,提高了铁铝尖晶石的高温稳定性,有利于该类耐火砖在烧成带使用时窑皮的稳定。     

MgO-ZrO2-Al2O3耐火材料组分的研制

把烧结镁砂、细磨埃及锆英石砂和煅烧氧化铝材料的混合物在1550℃下烧成4h后。制备了硬质、致密和体积稳定的优质MgO-ZrO2-Al2O3耐火材料。烧成体的MgO量应该多一些，并要超过与全部来自脱锆的SiO2结合所需的量，从而形成镁橄榄石。所有氧化铝作为铝酸镁尖晶石，达到稳定的立方ZrO2形式。剩余的MgO以方镁石矿物形式存在。X-射线检测示出烧成体主要由不同比例的高耐火度和抗腐蚀晶相（镁橄榄石、立方氧化锆、方镁石和氧化铝尖晶石）组成。扫描电子显微镜研究结果示出构成晶相的其中一部分形成砖的全部基质，同时其它部分包围在方镁石的粗颗粒周围，保护它们从而抵抗腐蚀。这些工艺性能标示着这些耐火材料具有较强的抗渣和抗剥落性，良好的热负荷强度。发现这些性能不仅仅与晶相成分有关，而且与烧成体的微观结构有关。     

Al在方镁石-尖晶石材料中作用机理研究

本研究以电熔镁砂、尖晶石、金属铝粉为原料制成方镁石-尖晶石材料,研究该材料在高温使用条件下金属Al的高温反应行为以及产物的变化.在高温条件下获得了Mg-Al-(Si)-O-N系非氧化物结合的、性能优异的方镁石-尖晶石材料.通过XRD物相检测及SEM显微结构分析,发现在材料的气孔中及镁砂颗粒表面生成大量纤维及六方片状晶体,经XRD及EDS检测,确定该物相为M1.75 Si1.75Al3.5O3N5.研究表明,方镁石-尖晶石材料中添加金属Al,由于在使用条件下形成了一系列的氮化物或氮氧化物的非氧化物结合相,不仅能提高材料的热震性能,还能提高材料的抗侵蚀等使用性能,对研究开发RH精炼炉无铬化材料具有重大意义.     

玻璃熔窑蓄热室用镁尖晶石耐火材料

研制了牌号为NMAM-1和NMAM一2的镁尖晶石耐火材料，其基质为Mg0含量≥96％的熔融高纯方镁石和Al2O3 MgO≤97％的熔融铝镁尖晶石。这种耐火材料具有高耐蚀性和高温强度，从而使其使用性能毫不逊色于国外同类耐火材料。     

添加浮选镁砂颗粒和Al2O3细粉对方镁石-尖晶石砖性能的影响

以烧结镁砂、浮选镁砂、电熔镁铝尖晶石和煅烧Al₂O₃细粉为主要原料,以木质素磺酸钙为结合剂,经混练、成型、1 650℃烧成制备了方镁石-尖晶石砖,主要研究了以浮选镁砂颗粒替代普通烧结镁砂颗粒以及在此基础上外加不同量煅烧Al₂O₃细粉（质量分数分别为0、3%和5%）对方镁石-尖晶石砖性能的影响。结果表明：1)以浮选镁砂颗粒替代普通烧结镁砂颗粒制备的方镁石-尖晶石砖,显气孔率和常温耐压强度降低,体积密度、抗热震性、高温强度和高温韧性提高。2)在以浮选镁砂颗粒替代普通烧结镁砂颗粒制备的方镁石-尖晶石砖中,随着煅烧Al₂O₃细粉引入量的增多,显气孔率和常温耐压强度降低,体积密度、抗热震性、高温强度和高温韧性提高。     

MgO超细粉在Al_2O_3-MgO浇注料中的应用

推TaikabutsuO。。s报道，Kaw。hiSteelC0rp，Kaw。hiRefractoriesCo，I，id在A12q－MgO浇注料中用平均颗粒尺寸为5pm的具有高抗水化性的MgO粉替代平均颗粒尺寸为与产m的MgO粉，考察其对材料显微结构、抗渣性和渣渗透的影响。试验条件：流动值170～200mm，浇注成型，凝固ldllo℃下干燥24h，1650℃下烧成3h，测试试样气孔率和孔径尺寸分布；165o℃，2h下测抗渣性。试验表明，尽管用MgO细粉（45pm）可促进尖晶石的生成，但二次尖晶石颗粒尺寸取决于最初的MgO原料的细度。所以，用MgO超细粉（5p3）于A12O3－MgO浇注料中，可以降低其…     

尖晶石包覆骨料对镁铝质耐火材料抗热震性和抗水泥熟料侵蚀的影响

由于周期性水泥熟料回转以及进出料,水泥回转窑用耐火材料需要兼顾优异的耐火度、热震稳定性和耐侵蚀性。本研究通过将尖晶石细粉包裹于镁砂骨料表面,制备出含包覆结构骨料的方镁石–镁铝尖晶石耐火材料,并采用三点弯曲测试结合数字图像相关以及声发射技术表征其断裂行为,以及采用静态抗渣法表征其抗侵蚀性能。结果表明：通过改变尖晶石分布,形成包覆结构复合骨料,降低了氧化铝含量,尖晶石相达到更为均匀且广泛的分散。与氧化铝含量(质量分数)为10%的市售预合成尖晶石骨料耐火材料相比,采用尖晶石包覆骨料的方镁石–尖晶石耐火材料(Al₂O₃含量为5%)在保证材料抗热震性能的同时,提升了力学强度、热震稳定性能以及抗侵蚀能力。     

尖晶石和镁砂的抗水化性

介绍了尖晶石和镁砂的抗水化性。其中，MgO过剩型尖晶石由于在组织内发生许多由尖晶石／方镁石之间的膨胀差造成的微小龟裂或空洞，所以抗水化性显著降低，因此在制砖时应充分考虑原料本身的抗水化性和砖的烧成条件、显微组织；镁砂的抗水化性因适量地含有SiO2和CaO等杂质成分，在方镁石晶界形成硅酸盐保护层而得到了显著改善；尖晶石与氧化镁组合的烧成体的抗水化性由于物质互相转移，在晶界形成尖晶石和硅酸钙保护层而得到了改善。     

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。     

SHS转炉补炉料的物相组成及显微结构特征

利用自蔓延高温合成(SHS)原理,选择工业铝粉作为发热剂,菱镁矿为供氧剂,通过铝热反应,研制出了一种以镁砂为骨料,以镁铝尖晶石和炭质材料作为结合相的新型SHS转炉补炉料.对不同环境温度下补炉料的物相组成及显微结构进行了研究,并对合成尖晶石的固相反应原理及SHS产物相的烧结机制进行了探讨.结果表明补炉料中颗粒状的骨料方镁石与SHS反应产物尖晶石、非晶质碳、少量刚玉相和硅酸盐玻璃相共同构成含有气孔的交织结构,形成尖晶石、碳桥和陶瓷相与方镁石骨料的多重结合;SHS反应过程分碳酸盐矿物的分解反应、铝热氧化还原反应(即SHS反应)和合成尖晶石的固相烧结反应三步进行,其烧结受扩散机理控制.     

RH-TOB炉外精炼过程中直接结合镁铬砖的损毁机理

为了说明RH-TOB(RH-氧顶吹法)炉外精炼过程中直接结合镁铬砖的损毁机理,将镁铬材料做成坩埚试样,作为RH-TOB炉下部内衬的耐火材料。坩埚试样内装钢水,在1650℃下进行吹氧试验。试验中研究了FeO渗透和Fe蒸气对MgO-Cr2O3材料损毁。镁铬耐火材料中Cr2O3和FeO生成一种高熔点的复合尖晶石,因而Cr2O3性能稳定,并对FeO有很高的侵蚀性。另一方面,具有较低熔点的FeO渗透到方镁石中,这些方镁石是由硅酸盐结合的细小颗粒组成的。因此,此共熔反应引起这些硅酸盐结合物熔化,并将细小颗粒分离。RH-TOB精炼过程中铁蒸气与氧气反应产生的氧化热将耐火材料损毁,使方镁石和氧化铬蚀损。     

方镁石-尖晶石浇钢砖的研制与生产

1前言由于方镁石－尖晶石浇钢砖可减少混入钢液中的杂质，1997年初美国一家钢铁公司向我厂寻求该产品，针对该公司提出的理化指标等要求，我们进行了研制。2研制过程2．1结合剂的选择对于方镁石－尖晶石浇钢砖来说，采用生产浇钢砖用的传统结合剂粘土会严重影响砖的高温性能和正常使用，而普通结合剂又难以满足坯体的出模强度，因此选择了亚硫酸纸浆废液和糊精干粉、水玻璃、热固性酚醛树脂、水玻璃＋糊精粉、六偏磷酸钠＋糊精干粉等结合剂作对比试验，以高纯电熔镁砂和合成镁铝尖晶石作原料，并以生产难度较大的大方管（长310rum）进行制砖…     

TiO2加入量对富镁尖晶石烧结性能的影响

镁铝尖晶石因熔点高、硬度大、抗热震性和抗渣侵蚀性优良而被广泛用于耐火材料行业。特别是近年来,人们认识到Cr6+化合物的危害,方镁石 -尖晶石耐火材料应用于水泥回转窑、玻璃窑和精炼设备等以取代含铬材料。但由于MgO与Al2O3形成镁铝尖晶石时伴有 7%左右的体积膨胀,因此,很难获得致密的烧结体。为了改善尖晶石的烧结性能,往往加入一些添加剂,如TiO2、MnO2、Cr2O3等。研究发现,TiO2对尖晶石烧结性能的改善优于其他氧化物。同时,最近的研究表明,用MgO-TiO2 -Al2O3系材料替代镁铬材料用于水泥窑上,材料的抗剥落性优于MgO-Cr2O3…     

自分散法低温烧成镁铝尖晶石制品的研究

采用金属铝粉氧化大量放热的自分散法与MgO合成镁铝尖晶石和在低温下直接制成高纯镁铝尖晶石制品进行了研究。结果表明：在1400℃温度下可制成镁铝尖晶石制品。     

硅酸盐炉渣向镁质耐火砖中渗透的性状

在1550℃下用坩埚法对2种不同化学组成的炉渣向镁质耐火砖中渗透的性状进行了研究，观察了渗透到镁质耐火砖中的炉渣的显微照片。在不含MgO的钙铝硅酸盐炉渣的渗透过程中，MgO颗粒与炉渣反应，结果在MgO颗粒和炉渣之间的界面上形成尖晶石。另一方面，在钙铝硅酸盐炉渣渗透过程中，尖晶石被过饱和，炉渣导致生成非均匀性晶核，结果在MgO颗粒上形成尖晶石，介绍了MgO和炉渣之间的这结不同形式的反应对炉渣渗透性状的影响。     

水泥回转窑用镁尖晶石耐火材料

本文论述了第二代镁尖晶石耐火材料的研制成果。查明，利用水镁石可以生产出优质合成尖晶石和方镁石。含有这些组份的新研制的镁尖晶石耐火材料的物理陶瓷性能指标优超于目前俄罗斯在回转窑中所采用的镁铬质耐火材料的同类指标。     

基质组成对铝镁质浇注料性能的影响

研究了电熔刚玉、电熔镁砂、镁铝尖晶石等细粉的配比变化对铝镁质浇注料性能的影响。结果表明 ,基质中同时引入一定量的刚玉、镁砂及合成镁铝尖晶石 ,有利于提高浇注料的综合性能 ;当基质中MgO与Al2 O3之比处于尖晶石理论组成附近时 ,材料的综合性能表现较好 ;由镁砂和刚玉粉反应生成的原位尖晶石 ,比加入的预合成尖晶石对提高浇注料性能更能产生积极的影响 ,但原位尖晶石的生成量过大时会导致材料的综合性能下降。     

冲击板用镁质浇注料的组成对其性能的影响

以高纯镁砂、电熔镁砂、α-Al2O3微粉、亚白刚玉粉、镁铝尖晶石粉及SiO2微粉为原料,制备了冲击板用镁质浇注料。研究了添加MA尖晶石(质量分数分别为0、5%、8%、12%)及α-Al2O3微粉与亚白刚玉粉混合物(质量分数分别为5%、10%、15%、20%)对浇注料性能的影响。结果表明:(1)MA尖晶石添加量为8%时,经1550℃3h和1100℃3h烧后试样的抗折强度都比较高,两者强度比接近1,可判断材料的抗剥落性和抗热震性较好;固定MA尖晶石添加量为6%,α-Al2O3微粉与亚白刚玉粉混合物加入量在5%～10%范围内,试样高、中温烧后强度比更趋近1,具有更好的抗剥落性和抗热震性。(2)SEM分析显示了方镁石与MA尖晶石颗粒多呈直接结合,这有利于提高材料的高温强度。(3)添加的MA尖晶石作为晶核,能促进α-Al2O3微粉和亚白刚玉粉与MgO反应形成原位尖晶石,同时促进烧结和部分抑制MA尖晶石生成时过度的体积膨胀。