Al2O3微粉和SiO2微粉对刚玉-莫来石材料性能的影响

在板状刚玉细粉中添加粘土或Al2O3微粉和不同种类的SiO2微粉制成刚玉-莫来石试样,分别于1200℃、1400℃和1600℃保温5 h烧成后,测定试样的体积密度、显气孔率和烧后线收缩率,利用XRD分析了试样在不同温度段的莫来石生成量,研究了添加Al2O3微粉和不同种类的SiO2微粉对材料的烧结性能和莫来石化的影响,并利用SEM观察了试样的显微结构.结果表明(1)加入Al2O3微粉和SiO2微粉均有利于材料的烧结;加入SiO2微粉的纯度和晶形不同,对试样莫来石化的影响也不同,无定形态SiO2微粉(即硅灰)的纯度越高,试样的莫来石生成量也越高.(2)加粘土的试样,其显微结构中柱状莫来石的晶体特征比较明显;而加入SiO2微粉的试样,其莫来石晶体和刚玉晶体相互交错,晶粒较小.     

ρ-Al2O3加入量对莫来石-刚玉浇注料性能的影响

以烧结莫来石(w(Al2O3)>45%)、电熔莫来石(w(Al2O3)>70%)、刚玉(w(Al2O3)>99%)、α-Al2O3微粉(w(Al2O3)>99.5%)、SiO2微粉(w(SiO2)>92%)、ρ-Al2O3微粉(w(Al2O3)>83.0%)等为主要原料,制备了莫来石-刚玉浇注料试样,经110℃24 h、1 000℃3 h和1 400℃3 h处理,研究了ρ-Al2O3加入量(w)分别为1%、2%、3%、4%和5%对莫来石-刚玉浇注料性能的影响。结果表明:随着ρ-Al2O3加入量的增加,莫来石-刚玉浇注料的体积密度下降,显气孔率增大,抗热震性和抗渣性逐渐变好。110℃24 h处理后强度逐渐增大;1 000℃和1 400℃处理后强度和永久线变化率则是先增加后减小,当ρ-Al2O3加入量为2%时达最大;试样的高温抗折强度先增加后减小,以ρ-Al2O3加入量为3%时最大。     

SiO_2微粉加入量对ρ-Al_2O_3微粉结合刚玉浇注料的影响

在ρ-Al2O3微粉结合刚玉浇注料中分别加入2%和5%的SiO2微粉,制成40 mm×40 mm×160 mm的试样,分别经110℃24 h、1 200 ℃ 3 h和1 500℃3 h热处理后,测定试样的常温抗折强度;在上述配比的基础上去掉其中的骨料,制成15 mm×15 mm×55 mm的基质试样,分别经110℃24 h、1 200℃1 h和1 500℃1 h热处理后,采用扫描电镜分析试样的显微结构.结果表明:1)加入SiO2微粉可以显著提高ρ-Al2O3微粉结合刚玉浇注料在110℃24 h、1 200℃3 h和1 500℃3 h条件下热处理后的常温抗折强度,SiO2微粉加入量以2%(w)为佳;2)SiO2微粉水化后形成网状絮凝结构以及在中高温处理过程中SiO2微粉与ρ-Al2O3微粉反应生成莫来石,是导致含SiO2微粉的ρ-Al2O3微粉结合刚玉浇注料常温抗折强度增大的原因.     

SiO2微粉加入量对ρ-Al2O3结合刚玉质浇注料性能的影响

为了研究SiO2微粉添加量对ρ-Al2O3结合刚玉质浇注料抗爆裂性能的影响,以电熔白刚玉、ρ-Al2O3、活性α-Al2 O3微粉等为主要原料,分别添加质量分数为0、1％、2％、3％、4％、5％和6％的SiO2微粉代替基质中的电熔白刚玉细粉,振动浇注成型后,分别检测其常温力学性能、透气度、孔径分布和抗爆裂温度.结果表明...     

α-Al2O3微粉对刚玉-尖晶石浇注料性能的影响

以优质白刚玉、高纯富铝尖晶石和α-Al2O3微粉(d50为4.596μm和2.148μm)为主要原料制备了刚玉-尖晶石浇注料,研究了α-Al2O3微粉加入量(质量分数分别为8%、12%和16%)对刚玉-尖晶石浇注料性能的影响。结果表明:1)随α-Al2O3微粉加入量增加,浇注料基质的流动性能提高;α-Al2O3微粉粒度较细时基质的流动性较好,而α-Al2O3微粉较粗时基质的流动性变差。2)增加α-Al2O3微粉加入量,刚玉-尖晶石浇注料的密度增加,强度明显提高,抗渣侵蚀性和抗渣渗透性明显改善,但α-Al2O3微粉加入过多时其抗热震性变差。α-Al2O3微粉的合适加入量为12%。3)与钢包渣相比,LF渣对刚玉-尖晶石浇注料的侵蚀性较大。4)采用优质电熔白刚玉、电熔尖晶石和α-Al2O3微粉,能够生产出性能优良的刚玉-尖晶石浇注料。     

蓝晶石粉加入量对Al2O3-SiC-C浇注料性能的影响

以电熔棕刚玉、碳化硅、蓝晶石粉、α-Al2O3微粉、球状沥青等为原料,以纯铝酸钙水泥为结合剂,研究了蓝晶石粉加入量(质量分数分别为0、2％、4％、6％)对Al2O3-SiC-C质浇注料性能的影响.结果表明:随着蓝晶石粉的增加,1450℃×3h处理后Al2O3-SiC-C质浇注料的体积密度减小,线变化率逐渐增加,中温和高温强度都有一定程度的提高,但加入量超过6％以后,浇注料的高温抗折强度会有所下降.蓝晶石作为Al2O3-SiC-C质浇注料的膨胀剂合理使用,可以减少耐火材料在高温和冷却过程中产生的收缩裂纹和剥落,从而延长耐火材料的寿命.     

SiO2微粉加入量对Al2O3-SiC-Al耐火材料性能的影响

以电熔白刚玉、SiC粉、α-Al2O3微粉、Al粉和SiO2微粉为主要原料,以有机硅树脂作结合剂,制备了Al2O3-SiC-Al复合材料。借助差热分析、XRD、SEM等方法研究了SiO2微粉加入量(分别为0、2%、4%、6%)对分别于300℃、500℃、800℃、1100℃、1300℃和1600℃保温3h处理后试样的烧结性能、物相组成和显微结构等的影响。结果表明:随着SiO2微粉加入量的增加,试样的强度逐渐升高,体积密度增大,显气孔率降低,并在SiO2加入量为4%时试样的物理性能达到最好;加入的SiO2微粉不仅能降低Al与周围空气中氧的反应,且与Al反应生成的Si能改善Al与SiC的润湿性,提高材料的结合能力。     

硅溶胶结合刚玉和刚玉-莫来石浇注料的性能研究

以电熔白刚玉、电熔莫来石、氧化铝微粉、二氧化硅微粉和硅溶胶为主要原料,制备了硅溶胶、二氧化硅微粉结合刚玉浇注料以及硅溶胶结合刚玉-莫来石浇注料,研究了不同温度处理后浇注料的常温性能、冷态和热态抗折强度以及弹性模量等性能,并进行了差热、X射线衍射和显微结构分析。研究结果表明:1)与二氧化硅微粉相比,硅溶胶能够显著提高浇注料800℃以下的抗折强度;硅溶胶结合和二氧化硅微粉结合的机制以及随温度变化的规律基本一致。2)高温下刚玉骨料中β-Al2O3分解产生的Na2O大部分进入液相,使液相中Na2O含量增加,不利于浇注料中原位生成莫来石,并降低材料的高温强度。3)莫来石加入到硅溶胶结合刚玉浇注料中,能显著降低浇注料的弹性模量,借助于高温下液相的传质作用,莫来石彼此连接形成网络,从而增加了浇注料的强度。     

氧化铝微粉与减水剂对刚玉质浇注料施工性能的影响

研究了减水剂(包括六偏磷酸钠和萘系、三聚氰胺类及聚羧酸盐类3类减水剂)、氧化铝微粉(包括烧结氧化铝微粉和活性氧化铝微粉)对纯铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料的流动性能和力学性能的影响。结果表明:1)氧化铝微粉的平均粒度对浇注料的流动度有较大的影响,在一定范围内,粒度越粗,浇注料的初始流动性越小,可工作时间越短。2)氧化铝微粉中可溶性碱性氧化物的含量对浇注料的施工性能和可工作时间有一定的影响。3)减水剂既影响浇注料的需水性,还影响浇注料的强度发展,必要时需引入缓凝剂或者促硬剂进行调节。4)综合比较萘系、三聚氰胺类及聚羧酸盐类3类减水剂,以聚羧酸盐类减水剂的减水效果较好。     

Effect of microsilica addition on the properties of colloidal silica bonded bauxite-andalusite based castables

Colloidal silica bonded bauxite-andalusite based castables were prepared using homogenized bauxite and andalusite as aggregates, andalusite fines, corundum fines, ultrafine Al₂O₃ as matrixes and colloidal silica as binders. Effects of microsilica addition on the green strength, physical properties, hot strength and thermal shock resistance of castables were investigated. Moreover, phase composition and morphological evolution of specimens were characterized by XRD and SEM analysis. Green strength after demoulding, cold strength and hot strength as well as thermal shock resistance of the castables are enhanced with microsilica addition, which attribute to generating more chemical bond (–Si–O–Si–) after demoulding and heating at intermediate temperature (up to 1100 °C), and creating a stronger mullite bonding at higher temperature (1400 °C) compare to the specimens without microsilica.     

SiO2微粉加入量对刚玉质超低水泥浇注料高温性能的影响

研究了SiO2微粉加入量为0、2%、4%、6%和8%时对刚玉质超低水泥浇注料的烧结性能、高温强度及抗热震性能的影响.结果表明随着SiO2微粉加入量的增加,试样的烧结性能和抗热震性得到明显改善,在1400℃时的高温抗折强度也显著提高.讨论认为,试样高温性能提高的主要原因是SiO2微粉与Al2O3反应生成的莫来石穿插或弥散在刚玉颗粒形成的骨架结构的孔隙中起增韧作用.     

不同二氧化硅微粉对矾土基低水泥浇注料性能的影响

研究了4种理化性能不同的二氧化硅微粉对矾土基低水泥浇注料流动性、抗热震性和高温抗折强度的影响。结果表明:加入纯度高,杂质含量少,颗粒分布均匀、集中,表面光滑,自身流动性好的二氧化硅微粉,则浇注料的流动性好,抗热震性好,高温抗折强度高;加入碳和碱金属含量高,颗粒粒度偏粗,表面粗糙,自身分散性差的二氧化硅微粉,则浇注料流动性差,抗热震性差,高温抗折强度低。     

添加Al_2O_3-MA复合微粉对铝镁质浇注料性能的影响

为了探究Al_2O_3-MA复合微粉的加入对铝镁质浇注料性能的影响,对比加入不同量的(加入质量分数分别为2.5%和5%)Al_2O_3-MA复合微粉(Al_2O_3与MA的质量比为3 2,d50=2.49μm)的试样与不加复合微粉的参比试样在不同温度(1 150~1 450℃)热处理后的性能,并分析试样的物相组成和显微结构。结果表明:加入Al_2O_3-MA复合微粉有利于CA6的形成,降低了CA6的初始形成温度。从显微结构看,随着Al_2O_3-MA复合微粉加入量的增大,片状CA6的生长受到了限制。镁铝尖晶石(220)、(400)与(440)晶面衍射峰强度比值随试样处理温度的变化表明,Al_2O_3-MA复合微粉的加入能够促进尖晶石的反转。另外,Al_2O_3-MA复合微粉会导致试样加热永久线变化率和显气孔率增大,但烧后试样的强度呈现非单调变化。     

偏高岭土超细粉对中间包永久衬用高铝浇注料性能的影响

以8～5mm、5～3mm、≤3mm的矾土为骨料,保持颗粒与细粉质量比为65:35不变,研究了用d50=15.91μm,加入量(w)为4%、6%、8%的偏高岭土超细粉,分别取代d50=1.75μm,加入量(w)为1%、2%、3%的Al2O3微粉后,中间包永久衬用高铝质浇注料施工性能、机械强度以及矿物组成的变化。结果认为:用偏高岭土超细粉完全可以取代Al2O3微粉生产莫来石质中间包永久衬用浇注料,添加偏高岭土超细粉的浇注料的流动性、粘聚性、保水性等明显优于加入Al2O3微粉的,且经1400℃煅烧后的机械强度较高;XRD分析表明,以8%偏高岭土超细粉完全取代Al2O3微粉后,试样于1400℃3h烧后的莫来石相含量最高,且其各项性能指标与中间包永久衬要求相一致。     

二氧化硅和氧化铝微粉加入量对MgO基浇注料流变性的影响

采用电熔镁砂颗粒作骨料,电熔镁砂粉、电熔白刚玉粉、Al2O3微粉和SiO2微粉作基质料,固定骨料与基质料质量比为65:35,且固定基质料中Al2O3微粉与SiO2微粉的总加入量为8%,改变两种微粉的加入比例(Al2O3微粉的加入量分别为8%、6%、4%、2%、0,SiO2微粉的相应为0、2%、4%、6%、8%),分别加6.4%的水制成MgO基浇注料,并采用浇注料流变仪研究了Al2O3微粉与SiO2微粉的加入量对浇注料流变性(扭矩、流动阻力和粘度)的影响。研究结果表明:随着SiO2微粉加入量的增加,浇注料的扭矩、流动阻力和粘度呈降低趋势,但SiO2微粉加入量超过4%后变化很小。     

锆英石和氧化铝加入量对镁质浇注料性能的影响

研究了锆荚石和氧化铝的加入量对镁质浇注料常温物理性能、热震稳定性、高温抗折强度（１４５℃,１ｈ）及抗渣性能的影响。结果表明：锆英石和氧化铝的加入均降低了镁质浇注料的常温强度,提高了其热震稳定性,但对高温抗折强度影响不大;适量锆英石和氧化铝的加入均能改善镁质浇注料的抗渣渗透性。     

氧化铝微粉加入量对低碳镁碳砖性能的影响

以电熔镁砂、石墨、金属Al和氧化铝微粉为主要原料,热塑性酚醛树脂为结合剂,制备了w(C)5%的低碳镁碳砖试样,研究了氧化铝微粉加入量(其质量分数分别为0、3%、5%、7%、9%)对低碳镁碳砖的常温物理性能、抗热震性和抗氧化性的影响。结果表明:(1)随着氧化铝微粉加入量的增加,低碳镁碳砖试样的体积密度、常温强度和高温强度均先升高后降低,显气孔率则先降低后升高;抗热震性和抗氧化性随微粉加入量的增加呈先改善后变差的趋势;其中,微粉加入量为5%的低碳镁碳试样综合性能最好。(2)低碳镁碳砖试样性能的改善主要是由于加入的氧化铝微粉和MgO在高温下原位反应生成连续分布的尖晶石,增强了基质的陶瓷结合;但氧化铝微粉加入量过大时,由于大量原位反应引起材料产生过大的体积膨胀,会导致基质结构疏松,从而恶化镁碳砖的性能。     

铝凝胶结合钢包浇注料的研制与应用

为了进一步减少钢包浇注料中低熔物组分的含量,提高浇注料的高温性能,以特级高铝矾土熟料为骨料,以97电熔镁砂粉、亚白刚玉细粉、铝镁尖晶石细粉和α-Al2O3微粉为基质料,研制了一种以铝凝胶为结合剂的新型无水泥钢包浇注料,并重点研究了铝凝胶加入量(3%、5%和7%,质量分数,下同)和电熔镁砂粉加入量(6%、8%、9%和10%)对浇注料性能的影响。研制结果表明,加入5%左右的凝胶细粉和6%～8%的电熔镁砂粉研制的钢包浇注料,其各项性能指标都达到了使用要求。现场试验发现,研制浇注料的一次使用寿命比普通的铝镁浇注料有一定的提高。但是从产品的性价比来看,试验效果不太理想,原因是此浇注料的抗渣侵蚀性能较差,并且在高温使用中的体积稳定性能也较差,导致其使用寿命不太稳定,有待进一步的研究。