锆英石添加剂对低水泥、超低水泥结合的氧化铝和矾土浇注料的影响

由煅烧中国矾土和纯氧化铝骨料制备了两个系列的低水泥、超低水泥结合的氧化铝质浇注料。两个系列均含有90％骨料和10％高铝水泥（HAC）,再用2％、4％、6％、8％的锆英石取代高铝水泥,来获取基质中含有原位合成莫来石一氧化锆的浇注料,以改善浇注料的显微结构、物理-力学性能和耐火性能。用致密化参数（体积密度和显气孔率）、常温耐压强度、XRD和SEM、抗热震性（TSR）表征试样,以研究锆英石添加剂对浇注料成分和性能的影响。总之,试验结果表明,矾土骨料含有的杂质有助于液相烧结,因而含矾土骨料的浇注料呈现出致密化程度高和力学性能好的特征。由于氧化铝纯度高,不能形成液相,因而含纯氧化铝的浇注料呈现出优良的耐火性能。刚玉、莫来石、氧化锆等耐火相的出现,并且这些相与其它相形成互锁结构及膨胀反应填充了气孔,进而改善了浇注料的物理-力学性能和耐火性能。     

Al2O3-3Al2O3·2SiO2-ZrO2耐火材料的相组成

Al2O3-SiO2-ZrO2系耐火材料应用范围广,特别被用作陶瓷辊,具有力学强度高、抗热震性能优良、耐碱类化合物侵蚀和高温蠕变率低的特性。Al2O3-SiO2-ZrO2系耐火材料性能很大程度上取决于其结晶相和玻璃相的总量和化学成分,采用定量XRPD和XRF研究了原料中Al2O3/SiO2比和氧化铝颗粒尺寸分布对结晶相和玻璃相的总量及其化学成分的影响。耐火材料由莫来石、刚玉、ZrO2的多晶体和总量各异的玻璃相组成。莫来石含量及其晶胞参数和成分随烧成温度改变,但主要受原料中Al2O3/SiO2比的影响。     

树脂及石墨含量对MgO-C砖密度及氧化性的影响

研究了树脂种类、含量及石墨含量对MgO-C耐火材料物理及力学性能的影响,如密度、气孔率及强度。加入不同量的石墨和树脂制备试样,在空气中,温度从900℃变化到1300℃,用热重仪等温研究了试样的氧化特性。结果表明:低粘度树脂改善了压缩性,并降低了强度。增加树脂含量有助于改善压缩性,但在600℃预加热后造成气孔率较高,结果表明,随着石墨含量增加,热处理后试样的气孔率及密度下降。在氧化过程中,开始失重率较高,随着脱碳层厚度增加,失重率逐渐降低。石墨含量较高增加了失重,但降低了氧化层厚度。     

气氛条件下氧化铬材料的烧结性能研究

以Cr2O3微粉为原料、TiO2微粉为助烧结剂、聚乙烯醇为结合剂,通过制浆、喷雾造粒、机压和等静压二次成型制备试样,分别在埋炭和不同氧分压气氛条件下,经过1500℃保温3h烧成制得Cr2O3材料。分析了氧分压对Cr2O3材料烧结性能的影响。结果表明,在埋炭条件下,无论是否添加TiO2,均能使Cr2O3材料烧结致密。在控制气氛条件下,未添加TiO2的Cr2O3材料在不同氧分压下均未能实现致密化烧结;氧分压对添加TiO2的Cr2O3材料烧结性能影响显著,随着氧分压降低,试样的体积密度增大、显气孔率减小。在添加助烧结剂的条件下,通过调节氧分压,可以控制Cr2O3材料的烧结程度,形成晶粒发育较好、结合程度较高、气孔多呈圆形且孤立分布的致密结构。     

用分析技术/热力学进行渣气化炉内衬高铬砖的用后分析

气化是一个高温/高压的化学过程,将碳源转化为用于发电或合成化工产品的CO和H2。在氢经济时代可作为氢的首选来源。碳源中的杂质在气化过程中液化,形成渣,对高铬砖内衬侵蚀,最终导致内衬损坏。损坏主要通过两种损毁机理——化学溶解和剥落（结构的和化学的）,综合使用显微结构分析和热力学,解释了熔渣造成的耐火材料/渣反应。     

氧化钛对氧化铝瓷的莫来石形成和力学性能的影响

研究了添加氧化钛对标准氧化铝瓷的显微结构和抗折强度的影响。通过挤压原料和TiO2的混合料,制备了含有不同量氧化钛的系列氧化铝瓷,在生产窑内按照工业化制度烧成瓷棒。定量分析了瓷件内的晶化程度和非晶相含量。结果表明,含有TiO2的瓷件内形成了大量莫来石。用场发射扫描电镜分析材料,表明含有TiO2的试样在早期长石颗粒区域出现了密度较高的二次莫来石晶体。测量含TiO2瓷件的力学性能,表明加入少量能提高标准瓷件的抗折强度。     

红柱石——一种优异的抗钠蒸气侵蚀的耐火原料

钠蒸气对氧化铝耐火材料的化学侵蚀尚未了解。为了更好地理解了这种侵蚀,进行试验室测试以模拟钠蒸气对各种原料和耐火材料的侵蚀。钠蒸气对氧化铝原料的侵蚀主要是富Na2O液相的溶解-沉淀过程。气态侵蚀取决于氧化铝原料的显微结构和相分布。黏土和红柱石易受钠蒸气侵蚀。尽管有初始高硅玻璃相,由于大部分玻璃相分布在莫来石复合结晶相的毛细管网中,莫来石化红柱石具有优异的抗侵蚀性,接近单晶电熔莫来石。因此,高铝耐火材料基质采用莫来石化红柱石颗粒,其在钠蒸气侵蚀时阻碍了液相形成,这些试验结果与热力学计算一致。     

提高有毒垃圾玻璃化炉用耐火材料内衬的寿命

通过对垃圾玻璃化炉内不同区域的耐火材料内衬进行分析,发现耐火材料的性能、窑炉设计及炉子的操作温度会影响到Al2O3-Cr2O3耐火材料内衬的剥蚀程度,对这几方面的改进,优化了耐火材料内衬的性能.     

高铬砖与煤渣侵蚀反应的初探

使用扫描电镜和能谱仪研究了高铬砖(Cr2O3-Al2O3-ZrO2)的侵蚀反应,结果呈现出两种形式:一是形成含有部分脱锆层、再生单斜氧化锆层、再生单斜氧化锆和锆英石共存层、锆英石层;二是形成部分脱锆层和含有单斜氧化锆的渗透层。两种类型的侵蚀反应是由煤渣成分不同引起渗透层中m(CaO)/m(SiO2)比值的差异造成的:当渗透层中m(CaO)/m(SiO2)0.22时,首先在高铬砖内部由渣中SiO2与m-ZrO2形成锆英石层,再随着渗透层中m(CaO)/m(SiO2)比值的增加,形成再生单斜氧化锆和锆英石共存层、再生单斜氧化锆层和部分脱锆层;当渗透层中m(CaO)/m(SiO2)0.27时,易形成部分脱锆层和含有单斜氧化锆的渗透层。     

TiO2在低水泥Al2O3-MgO尖晶石浇注料致密化中的作用

用不同粒度的电熔刚玉（70％）和高温烧结镁砂（30％）合成Al2O3-MgO尖晶石浇注料。铝酸钙水泥（75％Al2O3）用作浇注料结合剂。通过测量体积密度、体积收缩率、显气孔率、比重等参数及扫描电镜和衍射分析,评价了存有TiO2时,此类浇注料的致密化特征。可以观察到,TiO2对这些试样的致密化行为有积极作用。