不同轻质骨料对高铝浇注料性能的影响

为了提高轻质高铝浇注料的中高温强度,降低加热永久线变化,研究了体积密度分别为1.54、1.42g·cm-3的2种轻质高强微孔矾土骨料以及体积密度为1.53 g·cml的普通轻质高铝骨料对轻质浇注料110℃24 h烘干、1000℃3h和1400℃3h烧后性能的影响.结果表明:110℃ 24h烘干后,利用体积密度为1.54 g·cm-3的微孔轻质骨料和1.53 g·cm-3的普通轻质高铝骨料所制备的浇注料的体积密度均为1.80g·cm-3左右,轻质骨料体积密度越低,利用其所制备的浇注料体积密度越低,显气孔率越高;轻质骨料内部孔径微小化,可明显提高轻质浇注料各温度处理后的常温耐压强度和常温抗折强度,降低轻质浇注料的加热永久线变化;由于微孔骨料内显气孔率较高,利用其制备的轻质浇注料500℃低温下热导率比普通轻质高铝骨料的高,但在1000 ℃下相差不大,均在0.42 W·m-1·K-1左右.由此可见,轻质高铝骨料内部孔径微小化和Al2O3含量的提高使轻质浇注料的性能更优.     

热处理温度对轻质浇注料性能的影响

以超轻氧化铝质骨料为主要原料,铝酸钙水泥为结合系统,研究了不同热处理温度对轻质浇注料性能的影响。结果表明,随着热处理温度的提高,轻质浇注料的体积密度呈现先减小后增大的趋势;在经过1000℃～1500℃热处理后,线收缩率呈现先减小后增大的变化规律。轻质浇注料的抗折强度和耐压强度随着热处理温度的提高呈现先减小后增大的趋势,热膨胀系数随着热处理温度的提高呈现先减小后增大又减小的变化规律。     

高铝空心球轻质浇注料的研制试验

为了提高高铝空心球轻质浇注料的强度,首先研究了分别经1 300、1 330、1 360、1 390、1 420、1 450和1 480℃保温3 h热处理后高铝空心球的致密度、强度和物相组成;然后分别以质量分数为30%、35%、40%、45%的高铝空心球为骨料制备了轻质浇注料,研究了空心球加入量对轻质浇注料性能的影响。结果表明:1)经1 300~1 480℃高温热处理后,高铝空心球的体积密度和强度变化不大。2)综合来看,高铝空心球加入量为40%(w)时,烘干及热处理后轻质浇注料试样的致密度和强度相对最佳。     

Al(OH)_3加入量对Al_2O_3-CaO-MgO浇注料性能的影响

为了避免常见Al2O3-CaO-MgO轻质浇注料使用重基质造成的与轻质骨料性能差异较大的问题,以微孔轻质CA6-MA骨料(8~5、5~3、3~1 mm)、w(Al2O3)=99.5%的速烧刚玉(≤0.045、≤0.074 mm)、α-Al2O3微粉、Al(OH)3(≤0.045 mm)等为原料,研究了在Al2O3-CaO-MgO轻质浇注料的基质中引入不同量的Al(OH)3(其质量分数分别为0、1%、3%和5%)对其烧后性能的影响。结果表明:随Al(OH)3加入量增加,Al2O3-CaO-MgO轻质浇注料的加水量增加,体积密度略有降低,常温耐压强度呈下降趋势,对试样的常温抗折强度和高温抗折强度(1 400℃1 h)影响不大,热导率减小;经1 600℃3 h热处理后,加入质量分数3%Al(OH)3的浇注料基质中由大量交叉排列的六方片状六铝酸钙转变为多层叠加状。综合考虑Al2O3-CaO-MgO轻质浇注料的各项性能,Al(OH)3的合适加入质量分数为3%。     

微孔刚玉的制备及其对铝镁浇注料性能的影响

在采用多孔介质模型进行微孔骨料孔径数值模拟设计的基础上,分别以α-Al2O3微粉、工业Al2O3细粉、α-Al2O3微粉+CaCO3细粉为原料,通过湿磨工艺分别制备了三种微孔刚玉骨料A1、A2、A3,并分别以平均孔径约0.6μm的A1和A3两种微孔刚玉为骨料制成轻质铝镁浇注料,与采用板状刚玉骨料制备的普通铝镁浇注料进行了性能对比。结果表明:1)以α-Al2O3微粉、工业Al2O3细粉等为主要原料,在1 800℃以上烧结可获得体积密度为3.1~3.5 g·cm-3、显气孔率约5%、闭口气孔率为8%~13%的微孔刚玉骨料,其800℃的热导率比板状刚玉的小;2)与普通铝镁浇注料相比,两种轻质铝镁浇注料的显气孔率较大,体积密度较小,1 500℃处理后的强度较高,线变化率较小,在600和800℃时的热导率明显较小;3)与普通铝镁浇注料相比,含A1骨料的铝镁浇注料渗透指数偏大,含A3骨料的铝镁浇注料的侵蚀指数稍大,但渗透指数小。     

玻化微珠轻质浇注料的研制

以体积密度小、吸水率低、热导率低的玻化微珠(加入量为40%~60%)和CA-70高铝水泥(加入量为40%~60%)为原料研制了轻质浇注料,并分别研究了玻化微珠用量对轻质浇注料常温强度、体积密度、烧后线变化率的影响。结果表明:(1)对于室温下养护7d后和800℃3h、1000℃3h热处理后的玻化微珠轻质浇注料,随着玻化微珠用量的增加,强度下降,但用量超过50%后,强度下降趋缓;(2)随着玻化微珠用量的增加,轻质浇注料的干态和湿态体积密度均下降;(3)轻质浇注料在800℃8h热处理后各试样的线收缩率接近且都较小,仅0.1%左右;但在1000℃3h热处理后各试样的线收缩率都较大,且随着玻化微珠用量的增加而增大。由此可以推断,此类玻化微珠轻质浇注料可以且只能用于800℃以下的中低温热工窑炉与设备的保温隔热。     

硅微粉在轻质自流浇注料中的应用

通过试验的方式对轻质浇注料中的颗粒尺寸分布、抗折强度、密度、开口气孔率等方面进行了测试，阐述了将硅微粉作为超细粉，与选用的莫来石质心球骨料相结合，能获得具有良好高温强度、高耐火度、自流的低密度轻质耐火浇注料。     

氧化铝微粉在轻质隔热浇注料中的应用研究

以超轻氧化铝质骨料为主要原料,铝酸钙水泥为结合系统,研究了不同含量氧化铝微粉对轻质隔热浇注料性能的影响。结果表明,轻质隔热浇注料的体积密度随着热处理温度的提高呈现先减小后增大的变化规律,并且随着氧化铝微粉含量的增加,体积密度增大。轻质隔热浇注料的抗折强度和耐压强度随着热处理温度的提高呈现先减小后增大的变化规律,并且当氧化铝微粉含量为5％时,材料的抗折强度和耐压强度最大。     

采用微孔CA6-MA骨料的Al2O3-CaO-MgO轻质浇注料的性能

以自合成的微孔CA6-MA颗粒(8～5、5～3、3～1 mm)为骨料,以速烧刚玉粉(≤0.074、≤0.043 mm)、α-Al2O3微粉、纯铝酸钙水泥为粉料,经配料、混练、振动成型、养护、烘干后,分别在1 000、1 200、1 400、1 600℃保温3 h热处理,检测热处理后试样的永久线变化、显气孔率、体积密度、常温抗折强度、常温耐压强度、热态抗折强度和热导率,并分析其显微结构。结果表明:1)试样在1 600℃热处理后的永久线变化为1.14%,1 600℃热处理后试样的显气孔率为59.84%,体积密度为1.51 g.cm-3,常温抗折强度为2.7 MPa,常温耐压强度为7.3 MPa,1 400℃的热态抗折强度为1.4 MPa,1 000℃的热导率为0.219 W.m-1.K-1;2)1 600℃热处理后试样基质中有大量片状CA6,骨料和基质之间结合很好。     

原料及热处理制度对合成微孔轻质莫来石骨料性能的影响

研制具有优良隔热性能的耐火骨料对开发高性能轻质浇注料有重要作用。以w(α-Al2O3)=95%,w(β-Al2O3)=3%~5%的工业氧化铝A或w(γ-Al2O3)=70%~80%,w(α-Al2O3)=5%~10%,w(三水铝石)=5%~10%的工业氧化铝B,硅石粉为主要原料,采用烧烬可燃物法制备了微孔轻质莫来石骨料,研究了两种具有不同特性的工业氧化铝和不同热处理制度对合成微孔轻质莫来石骨料性能的影响。结果表明:(1)以工业氧化铝B为原料制得的轻质莫来石骨料的体积密度要普遍低于以工业氧化铝A为原料的,且以工业氧化铝B为原料得到的莫来石骨料的常温耐压强度随热处理温度升高而增加。(2)以不同工业氧化铝为原料合成骨料的莫来石的转化率在1500℃之前大致相当,均为60%(w)左右,得到的微孔轻质莫来石骨料的平均孔径约为3~5μm。(3)以γ相为主的工业氧化铝B更适合作原料,合适的热处理制度为1350℃6h。     

Y2O3对合成微孔轻质莫来石骨料性能的影响

各类工业窑炉和热工设备的隔热保温是节能的重要方面。轻质耐火材料的应用是实现节能的有效措施。开发和应用高性能轻质不定形耐火材料对实现能源节约和提高能源利用率意义重大。研制具有优良隔热性能的耐火骨料对开发高性能轻质浇注料有重要作用。本工作以工业氧化铝、硅石粉为主要原料,采用烧烬可燃物法制备微孔轻质莫来石骨料,研究了Y2O3加入量对合成微孔轻质莫来石骨料性能的影响。结果表明引入Y2O3可促进合成料的固相反应和烧结过程。随着Y2O3含量的增加,合成微孔莫来石骨料的耐压强度显著提高,自4.5MPa提高到15MPa;引入Y2O3后合成料的气孔更小,分布更均匀。     

硅溶胶结合刚玉-莫来石快干浇注料的性能与应用

对比测试了常温浇注成型及在模拟热态修补条件下浇注成型的硅溶胶结合刚玉-莫来石快干浇注料分别在815、1 100和1 400℃保温3 h热处理后的常温抗折强度、常温耐压强度、体积密度和加热永久线变化以及常温浇注成型的硅溶胶结合刚玉-莫来石浇注料和矾土水泥结合刚玉质浇注料的抗热震性,并在钢厂对硅溶胶结合刚玉-莫来石浇注料进行了现场应用试验。结果表明:硅溶胶结合刚玉-莫来石浇注料的烘干强度与普通低水泥刚玉质浇注料的相当,815和1 100℃热处理后强度比烘干强度高;硅溶胶结合刚玉-莫来石浇注料热震循坏(1 100℃,水冷)100次后基本上没有出现裂纹,其耐压强度损失率仅为18.7%;在模拟热态条件下成型的硅溶胶结合刚玉-莫来石浇注料的性能与常温浇注成型的相当。在现场应用试验中,硅溶胶结合刚玉-莫来石浇注料的脱模时间和烘炉时间大大缩短,并且可以热态浇注,具有良好的使用性能。     

堇青石对莫来石-铝矾土浇注料性能的影响

以莫来石、铝矾土为主要原料,铝酸钙水泥为结合系统,分别研究了不同堇青石含量经过不同热处理温度后对莫来石-铝矾土浇注料性能的影响.试样自然干燥24 h脱模后,再经110 ℃烘干24 h,分别于1000 ℃、1300 ℃和1500 ℃热处理3 h.检测各温度热处理后试样的线变化率(P.L.C)、体积密度(B.D)、抗折强度(M.O.R)、耐压强度(C.C.S)以及试样的热膨胀系数和抗热震性能.结果表明,莫来石-铝矾土浇注料的体积密度随着堇青石含量的增加而减小.经过1000 ℃和1300 ℃热处理后,莫来石-铝矾土浇注料的抗折强度随着堇青石含量的增加而下降.莫来石-铝矾土浇注料随着堇青石含量的增加,有助于改善材料的抗热震性,材料的强度保持率逐渐增大,且较低的体积密度有利于材料获得较高的热震后的强度保持率.     

新型轻质浇注料性能及其应用模拟研究

本文提出了两种新型浇注料,用于钢包永久层,分别以氧化铝空心球和页岩陶粒为骨料,通过实验测定了其热导率、体积密度、显气孔率、抗折强度等物性参数,分析了骨料粒级配比对热导率及抗折强度的影响.同时利用商用仿真软件,研究了永久层不同浇筑厚度及实验测得不同参数对于钢包壁温度场的影响,得出了如下结论:(1)两种轻质浇注料热导率随大颗粒减小呈现增大的趋势;(2)随着永久层浇筑厚度增加,钢包外壁温度降低,其降低幅度减小;(3)大颗粒减小导致的热导率等参数变化对于钢包保温效果的影响不大.     

高铝水泥结合浇注料的碳酸化现象

本文研究了高铝水泥结合的轻质浇注料的碳酸化现象,得到了如下结果: 1) 碳酸化反应速度在20℃的温度下比在30℃的温度下快。这主要是由于20℃时在轻质浇注料中生成的不稳定的CAH_(10)迅速进行碳酸化反应所致。 2) 碳酸化反应速度随着湿度的增加而增大。这是由于在高湿度下,与CAH_(10)相比,难于发生的C_2AH_8迅速进行碳酸化反应的缘故。 3) 碳酸化反应速度在部分浸渍于水中的轻质浇注料时显著增大。我们在水蒸发和碱集中的浇注料表面观察到了崩溃和剥落。这是由于伴随水的移动而造成碱的集中,促进碳酸化反应所致。 因此,碳酸化反应的最有效的因素是轻质浇注料中水的移动。 为了防止碳酸化反应,阻止水的移动颇为重要。我们已证实了在轻质浇注料的表面涂抹防水剂,能够抑制高铝水泥的碳酸化反应。     

镁橄榄石加入量对镁质浇注料性能的影响

为降低镁质浇注料的原料成本,用镁橄榄石骨料部分替换镁质浇注料中等粒度的镁砂骨料,研究了镁橄榄石加入量(加入质量分数分别为0、16%、32%)对不同温度(110、1 000和1 500℃)处理后浇注料性能的影响。结果表明:随着镁橄榄石加入量的增大,浇注料烘干后体积密度减小,显气孔率变小,强度增大;1 000和1 500℃热处理后,浇注料体积密度减小,显气孔率增大,强度增大,抗渣侵蚀性降低,抗渣渗透性以镁橄榄石加入量为16%(w)时最好。     

莫来石结合的浇注料

在耐火浇注料中用４种不同的骨料即电熔氧化铝、电熔莫来石、ＳｉＣ和石英对莫来石结合系进行了试验。这４种混合浇注料具有良好的流动性并且经一夜之后就可脱模。测定了高温强度和常温强度。含有电熔氧化铝或电熔莫来石的浇注料在１３００℃以上由于形成了莫来石改进了高温强度。而ＳｉＣ质浇注料在１３００℃以上虽形成莫来石，但没有提高其高温强度。在１２００℃￣１３００℃下，ＳｉＣ质浇注料的高温强度比其它浇注料的高温强度     

不同粒度碳化硅对莫来石基浇注料性能的影响

以莫来石、铝矾土为主要原料,铝酸钙水泥为结合系统,分别研究了不同粒度的碳化硅经过不同热处理温度后对莫来石基浇注料性能的影响。试样自然干燥24h脱模后,再经110℃烘干24h,分别于1000℃,1300℃和1500℃热处理3h。检测各温度热处理后试样的线变化率、体积密度、抗折强度、耐压强度以及试样的线胀系数。结果表明,不同粒度的碳化硅对调整浇注料中温的线变化率无明显作用。本实验中,含有粒度75μm SiC的浇注料的体积密度最大,并且含有该粒度SiC的浇注料的力学性能最好。     

节能型微膨胀轻质耐火浇注料

节能型轻质耐火浇注料具有体积密度小、强度高、热导率低的特点 ,在各种工业窑炉特别是在石油化工工业炉中使用时能降低炉外壁温度 ,改善工作条件以达到节能降耗的效果。本研究以热导率低的超轻质珍珠岩、高温性能好的高铝熟料和高铝耐火水泥为主要原料进行轻质耐火浇注料的试验研究。1　原料以信阳产膨胀珍珠岩为超轻质骨料。膨胀珍珠岩以硅质玻璃体球为主体 ,含有少量的长石与石英 ,具有容重小、热导率低、化学稳定性好、使用温度范围广的优点。以郑州铝厂生产的高标号 (62 5#)高铝水泥为结合剂 ,它的使用温度高、强度大 ,可以提高浇注…     

棕刚玉和矾土对Al_2O_3-SiO_2系无水泥浇注料结构和性能的影响

以棕刚玉和特级矾土为主要原料,以Al2O3微粉、SiO2微粉和纯铝酸钙水泥为结合体系,研究了棕刚玉和特级矾土加入量对Al2O3-SiO2系无水泥浇注料烘干及1 250℃3 h烧后性能的影响,并进行了显微结构分析和讨论。结果表明:在本试验条件下,Al2O3-SiO2系无水泥浇注料中特级矾土最佳加入质量分数为12.5%左右,1 250℃下的热态抗折强度可达22.1 MPa。Al2O3-SiO2系无水泥浇注料中莫来石的生成机制属于溶解-沉淀,且其热态抗折强度与原位莫来石生成情况密切相关。与棕刚玉相比,特级矾土更有利于莫来石的生成,故加入特级矾土更有利于提高无水泥浇注料的热态抗折强度。