尖晶石组成对刚玉-尖晶石浇注料显微结构的影响

以板状刚玉、铝酸钙水泥、氧化铝微粉和电熔尖晶石细粉(AM70、AM85、AM90)为主要原料,设计了三组Mg O含量均为1.4%(w)、含不同组成尖晶石的刚玉-尖晶石浇注料,分别经1 500℃保温5 h和1 650℃保温5 h热处理后,研究了尖晶石组成对刚玉-尖晶石浇注料显微结构的影响。结果表明:在热处理过程中,AM70尖晶石与其周围刚玉相发生固溶反应,使尖晶石和刚玉烧结在一起,浇注料中尖晶石、CA6相通过刚玉相以多种结合方式联结;AM85和AM90尖晶石发生脱溶析出刚玉相,刚玉相再与周围水泥在尖晶石颗粒边缘反应生成CA6,形成尖晶石-CA6结合,浇注料中尖晶石和刚玉通过CA6联结。     

不同气氛下TiO_2对镁铝尖晶石的相演变和显微结构的影响

研究了在1 600℃和还原气氛下TiO2对MgAl2O4尖晶石的形成及其显微结构的影响。在含TiO2的MgAl2O4试样中检测到镁铝钛氧化物以次要相存在。在还原气氛下,含TiO2的试样比无TiO2试样的XRD峰移动的角度小。在含有矾土的试样中检测到MgAl2O4尖晶石、刚玉、镁钛尖晶石（Mg2TiO4）和非晶相。Mg2TiO4尖晶石与MgAl2O4尖晶石形成完整的固溶体,但是由于矾土系试样的非均匀显微结构,Mg2TiO4作为独立相而存在。而含TiO2的试样在空气中烧成后形成致密的显微结构。     

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。     

重烧气氛对水泥窑用镁铁铝尖晶石砖性能的影响

为了研究共处置水泥窑常用的高铁镁砂-镁铝尖晶石砖和方镁石-铁铝尖晶石砖在使用过程中气氛波动下的稳定性,分别在氧化气氛(空气)及埋炭还原气氛下,将高铁镁砂-镁铝尖晶石砖、方镁石-铁铝尖晶石砖分别置于电炉1 450℃保温4 h条件下进5次重烧试验,然后对不同重烧次数下高铁镁砂-镁铝尖晶石砖、方镁石-铁铝尖晶石砖的显气孔率、体积密度、物相组成和显微结构进行对比分析,进而评判两种砖抗气氛波动的稳定性。结果发现:高铁镁砂-镁铝尖晶石砖经氧化和还原气氛重烧后的显气孔率、体积密度、物相组成和显微结构无明显变化;而方镁石-铁铝尖晶石砖重烧过程中则有大量新相生成,导致显微结构破坏严重,显气孔率和体积密度随着重烧次数增加有较大变化,特别是还原气氛下尤为严重。可见,高铁镁砂-镁铝尖晶石砖抗气氛波动性能要优于方镁石-铁铝尖晶石砖的。     

镁铝尖晶石复合耐火材料的发展

研究了尖晶石成分对镁铝尖晶石复合耐火材料性能的影响,耐火材料应用的MgO—MgAl2O4复合材料的制备以及添加硅酸锆和铬矿对镁铝尖晶石基耐火材料的显微结构和体积密度的影响。在采用断口显微分析进行热震处理前后,测定了镁铝尖晶石复合材料的断裂行为,还测定了断裂功、杨氏模量以及热震后残留的强度值。     

氧化锆对刚玉-尖晶石浇注料热震稳定性的影响

以刚玉、尖晶石、纯铝酸钙水泥和氧化铝微粉为主原料 ,研究了氧化锆对刚玉 -尖晶石浇注料热震稳定性的影响 ,并采用X射线衍射和扫描电镜分析了试样的相组成和显微结构。结果表明 :加入约 3%的氧化锆可以大幅度提高刚玉 -尖晶石浇注料的热震稳定性 ,但过多的氧化锆对刚玉 -尖晶石浇注料的热震稳定性不利 ;含锆刚玉 -尖晶石浇注料热震稳定性提高的机理为微裂纹增韧。     

尖晶石加入量对刚玉-尖晶石浇注料性能的影响

为了提高刚玉-尖晶石浇注料的高温体积稳定性和抗蠕变性,以尖晶石细粉分别替代刚玉浇注料中0、10%和21%(w)的刚玉细粉,研究了尖晶石加入量对浇注料体积稳定性、抗蠕变性和显微结构的影响。结果表明:1)尖晶石固溶氧化铝伴随的膨胀可部分抵消刚玉-尖晶石浇注料的烧结收缩,提高其体积稳定性。2)尖晶石与氧化铝之间的固溶反应有助于增强刚玉-尖晶石浇注料基质的结合程度,提高其抗蠕变性。3)尖晶石细粉加入量为21%(w)时浇注料的体积稳定性最优,尖晶石细粉加入量为10%(w)时浇注料的抗蠕变性最优。     

镁铝钛耐火材料的Al2O3含量与其性能的关系

分别以79.3%~85.3%(质量分数,下同)的电熔镁砂、10%的电熔尖晶石、电熔白刚玉(2.5%~8.5%)和钛白粉(2.2%和5.5%)为原料制备了2组镁铝钛试样,研究了镁铝钛材料中Al2O3含量(分别约为7%、10%和13%)对其烧结、抗热震性以及抗炉外精炼渣侵蚀性的影响,并借助SEM、EDS分析了侵蚀后试样的显微结构。结果表明:随着镁铝钛试样中Al2O3含量的增加,试样更易烧结,烧后显气孔率降低,体积密度升高,抗渣性能提高;Al2O3含量的增加,使试样中的尖晶石数量增多,而尖晶石和方镁石热膨胀系数的差异形成的微裂纹,使试样的耐压强度降低,抗热震性提高;显微结构分析显示,随着Al2O3含量的增加,试样中析出的晶间尖晶石增多,有助于提高试样中的固-固结合率,从而增强其抗侵蚀能力。     

天然气反吹条件下刚玉-尖晶石质钢包透气砖损毁分析

为了探讨天然气反吹条件下刚玉-尖晶石质钢包透气砖不能正常吹通的原因,采用XRD、SEM及EDAX对用后透气砖的物相组成和显微结构进行分析,并结合热力学计算分析天然气的碳化反应以及天然气和透气砖组分之间的反应。结果表明:采用天然气反吹时CH4分解反应造成的碳沉积和扩散,CH4和尖晶石反应引起尖晶石中MgO还原-氧化循环造成的强度降低,以及由此引起的透气砖不同部位膨胀系数的不匹配导致透气砖在精炼时头部断裂,而头部断裂导致的狭缝错位是刚玉-尖晶石质透气砖不能正常吹通的直接原因。     

精炼铝炉用刚玉-镁铝尖晶石复合材料的制备与性能

用白刚玉、镁铝尖晶石、电熔镁砂和α-Al2O3微粉,在1 650 ℃烧结3h制备了刚玉-镁铝尖晶石复合材料.按照GBT29971982致密定形耐火制品气孔率和体积密度试验方法和静态坩埚法,并结合X射线衍射、扫描电镜和能谱分析研究了不同组成刚玉-镁铝尖晶石复合材料的常温物理性能、显微结构以及将其应用于精炼铝熔融炉用耐火材料时对高纯度铝的影响.结果表明:在1 650 ℃保温3 h的条件下,试样烧结致密,基质中有镁铝尖晶石生成;所制备的试样中,当α-Al2O3微粉与电熔镁砂的质量比为2∶1时,试样具有较好的室温物理性能,并且对高品质铝液的污染很小.     

尖晶石粒度对高纯刚玉-尖晶石浇注料性能的影响

研究了尖晶石粒度对高纯刚玉 -尖晶石浇注料的抗折强度、抗热震性、抗侵蚀性等性能的影响。实验表明 :(1)随着配料中尖晶石颗粒含量的增加 ,试样的烧后强度呈先升高后降低趋势 (烘后强度变化不明显 ) ,烧后收缩减少 ,然后变为膨胀 ;(2 )尖晶石细粉与颗粒为 1:3的试样抗热震性较好 ;(3)对于高碱度渣 ,尖晶石颗粒加入量较多的试样抗侵蚀性较好 ;(4)对于低碱度渣 ,尖晶石细粉加入量较多的试样抗侵蚀性和抗渗透性均较好。     

不同组成尖晶石对MgO-尖晶石浇注料抗渣性能的影响

采用静态坩埚法和动态回转法研究了不同组成尖晶石对MgO-尖晶石浇注料抗渣性能的影响,并采用扫描电镜和能谱分析测定了渣蚀残样中尖晶石的存在形式和化学组成。结果表明,在基质组成相同的情况下,添加富铝尖晶石的浇注料在加热过程中可生成较多的原位生成尖晶石,原位生成尖晶石吸收渣中FeO3、CaO能力是合成尖晶石的3～5倍,因而该浇注料具有较好的抗渣性能。     

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。     

In situ spinel bonded refractory castable in relation to co-precipitation and sol–gel derived spinel forming agents

This paper deals with the preparation and characterization of two types of in situ spinel bonded low cement high alumina based castable refractories. Semidried magnesium aluminate mass was prepared from cheaper precursors via coprecipitation and sol–gel routes for application in a refractory castable composition in different concentrations. The pH, average particle size, solid content, DTG analysis and XRD patterns of those two additives were observed. After being fired at elevated temperatures those two kinds of in situ spinel bonded castables were characterized and compared in terms of bulk density, apparent porosity, cold crushing strength, flexural strength, volume shrinkage, spalling resistance, and XRD phase analysis. Scanning electron microscopy of some selected fired samples was done to analyse the mode of interaction of in situ spinel bonds in castable microstructure. The corrosion resistance of the castables was estimated by heating with blast furnace and converter slags.     

高纯铝镁浇注料的研究

对诸多的结合剂进行试验后,选定了两种结合剂作了高纯铝镁浇注料的研究。研究结果表明：对于高纯铝镁浇注料,电熔镁砂细粉的加入量不宜过多,而且因结合剂的种类不同镁砂的加入量也有差异。     

LF精炼钢包渣线用含铬铝镁浇注料的研制

以特级矾土、电熔镁砂、铬刚玉为主要原料制备了LF精炼钢包渣线用含铬尖晶石质浇注料,并在抗渣蚀性及抗热震性方面同现场使用的普通铝镁浇注料进行了对比。结果表明:与现场使用的铝镁浇注料相比,新研制的含铬尖晶石浇注料具有更好的抗热震性及抗渣蚀性,在济钢55t钢包上使用寿命达到79炉次。     

LF精炼钢包用铝尖晶石浇注料的研制与应用

通过调整富铝尖晶石及镁砂的粒度组成和添加量,优化浇注料的基质组成,使研制的富铝尖晶石浇注料具有优良的抗渣侵蚀性和抗剥落性。该浇注料在首钢第三炼钢厂９０ｔ ＬＦ炉包壁使用,取得了较好的使用效果。     

基质组成对矾土－尖晶石浇注料性能的影响

采用磷酸盐微粉复合结合剂，以矾土熟料为骨料，通过强化基质，研制了矾土－尖晶石浇注料。基质中除一部分预合成尖晶石外，再加入适量的高纯镁砂细粉及Ａｌ２Ｏ３细粉可以改善材料的性能，加入少量的ＳｉＯ２微粉可提高施工性能，促进烧结，原料的纯度对材料性能的影响较大。     

尖晶石微粉对铝镁质钢包浇注料性能的影响

研究了尖晶石微粉（MgO15．98％）的加入量对铝镁质浇注料作积密度、显气孔率、强度、热震稳定性及抗渣侵蚀与渗透能力的影响。当尖晶石微粉的加入量为2％～4％时,铝镁质浇注料的性能较好。微粉粒径、加入量、MgO的含量等诸因素相配合是很重要的。     

尖晶石对凝胶结合氧化铝空心球浇注料性能的影响

以5～3mm、3～2mm、2～1mm、1～0.2mm粒度氧化铝空心球为原料,引入二氧化硅微粉制成凝胶结合氧化铝空心球浇注料,研究了预合成镁铝尖晶石对凝胶结合氧化铝空心球浇注料性能的影响。用各种耐火制品检测设备和仪器对引入不同量尖晶石的试样性能进行了检测。结合氧化镁-氧化铝-二氧化硅相图进行理论分析,结果发现:尖晶石的引入促进了浇注料中刚玉相的烧结,提高了凝胶结合氧化铝空心球浇注料的常温耐压强度和显气孔率,降低了浇注料的体积密度。尖晶石对凝胶结合氧化铝空心球浇注料基质具有强化作用,有利于提高浇注料的热震稳定性