水泥窑分解系统用含SiC的铝硅质浇注料研究

以矾土熟料、碳化硅、纯铝酸钙水泥、SiO2微粉和矾土粉为主要原料,铝酸钙水泥为结合剂,制备了水泥窑分解系统用含SiC的铝硅质浇注料,通过调整SiC的加入量(其质量分数分别为15%、30%、50%)及加入形式(分别以15%的颗粒和15%的细粉形式加入),研究SiC对铝硅质耐火浇注料性能的影响.结果表明:铝酸钙水泥结合铝硅质浇注料,随SiC加入量的增加,其流动性、体积密度以及强度总体呈下降趋势,但引入SiC可以提高材料的耐碱性和抗结皮性,且SiC以细粉形式加入时,更有助于提高材料的耐碱性能.     

用SiC加强的高铝浇注料

为了提高高铝浇注料的烧结、物理和耐火性能,添加了不同数量的SiC(最高达8％),测量了半成品试样的耐压强度,采用差热分析(DTA)研究了水合性能。在1550℃下烧结3h,采用X射线衍射对烧结试样的成份做了研究。根据标准规格,对烧结参数(体积密度和显气孔率)和物理性能(耐压强度)及耐火性能(抗热震、重烧线变化、荷重)做了试验。因此推断增加SiC的含量可改善烧结、物理和耐火性能,但是相反地对半成品的强度有所影响。然而,含有6％SiC的浇注料在可接受的半成品强度和已改善的烧结、物理和耐火性能之间显示出比较好的平衡。烧结试样已改善的性能与基质中SiC-莫来石系统的形成有关。     

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。     

水泥和骨料的种类对耐火浇注料性能的影响

制备了含有两个不同种类耐火水泥[水泥含有Al2O380％及MA(MgO—Al2O3)尖晶石]和两个不同种类富铝骨料(板状Al2O3及铝矾土)的四个浇注料试样，以便研究水泥和骨料种类是如何影响耐火浇注料的物理机械性能和耐火性能的。在冷却及不同的煅烧温度直至1500℃下，测试了物理机械性能(体积密度、显气孔率和常温耐压强度)。用：XRD(X-射线衍射)分析研究了其组成。含有MA尖晶石和铝矾土或板状Al2O3骨料的浇注料与含有80％Al2O3水泥(由于其含有MA尖晶石及／或CA6)的浇注料相比显示出改进后的物理机械性能和耐火性能。     

铝硅质低水泥浇注料的研制

首先研究了六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、柠檬酸钠、酒石酸钾钠、酒石酸钠等5种钠盐分散剂对SiO2微粉的分散效果,从中优选出最佳的分散剂六偏磷酸钠。然后以六偏磷酸钠为分散剂,分别采用70%的特级焦宝石(A)、普通焦宝石(B)、三级高铝矾土熟料(C)、特级高铝矾土熟料(D)等4种原料作骨料,30%的三级高铝矾土熟料(分别与A、B、C3种骨料配合)或特级高铝矾土熟料(与D骨料配合)作细粉,外加5%的SiO2微粉研制了铝硅质低水泥浇注料,研究了原料对低水泥耐火浇注料性能的影响,并讨论了SiO2微粉在低水泥耐火浇注料中所起的作用(孔隙填充、结合剂、改善流动性和促进高温烧结)。试验结果表明,以烧结良好的特级高铝矾土熟料为原料试制的铝硅质低水泥浇注料,用水量最少,显气孔率最低,烧后线变化率(1500℃保温3h)最小,强度最高。     

含有自形成莫来石的硅酸钡水泥及其浇注料的应用

六种由不同比例的重晶石、高岭土和煅烧氧化铝组成的配料在1500～1600℃烧结3h以制备含有自形成莫来石的硅酸钡水泥。用X射线衍射研究了水泥混合物的成分。根据标准规范,试验了物理机械性、烧结性和耐火材料性能。每种混合物,主要由不同比例的莫来石和硅酸钡矿物组成,显示出不同性能。粘结性、烧结性和耐火材料性能之间的最好折衷方式是由60%重晶石、25%高岭土和15%煅烧氧化铝所制备的混合物提供的,其中含有约54%的硅酸钡和33%的莫来石。含有自形成莫来石的浇注料由15%的混合细粉作为水泥和同样混合的85%的不同级配的骨料制备而成,显示出好的体积稳定性、高机械性、高抗热震性及高承载能力。     

纯铝酸钙水泥对镁铝钛系浇注料性能的影响

以镁铝钛电熔合成料颗粒和细粉(w(MgO)76.09%,w(Al2O3)15.67%,w(TiO2)5.05%)、镁砂细粉(w(MgO)>97.1%)、纯铝酸钙水泥(Secar71)、SiO2微粉、SiC细粉(≤0.074mm)及活性氧化铝微粉为原料制成镁铝钛系浇注料,研究了纯铝酸钙水泥含量(分别为2%、4%、6%)对镁铝钛系浇注料性能的影响,结果表明(1)水泥结合的镁铝钛浇注料具有较好的常温物理性能和抗水泥熟料侵蚀的性能,本试验条件下水泥加入量以<4%为宜;(2)高温下镁铝钛电熔合成料存在TiO2的脱溶现象,而脱溶可能对浇注料的理化性能产生影响;(3)在水泥结合镁铝钛系浇注料中加入SiC,对于抑制浇注料收缩是有益的。     

矾土基均质料在水泥窑用高铝高强耐火浇注料中的应用研究

本研究分别以Al2O3含量在80%的矾土基均质料和Al2O3含量在85%的矾土熟料作为骨料来制备水泥窑用耐火浇注料。研究了矾土基均质料和矾土熟料的理化性能,并测试分析了以这两种原料作为骨料制备水泥窑用高铝高强浇注料的性能。结果表明:⑴以矾土基均质料为骨料制备的耐火浇注料在体积密度上略低于以矾土熟料为骨料制备的耐火浇注料体积密度;⑵以矾土基均质料为骨料制备的耐火浇注料除体积密度外其它物理性能均优于以矾土熟料为骨料制备的耐火浇注料;(3)进一步证明了矾土基均质料作为骨料更加适合制备水泥窑用高铝高强耐火浇注料。     

SiC添加物对高铝质浇注料的作用

研究了SiC添加物对高铝质低水泥浇注料的作用。首先，研究了不同的混台比例以确定最佳SiC量。在初步的一些试验后，选择了由20％SiC、5％高铝水泥（Al2O3 70％)、8％活性氧化铝组成的20SIC，通过添加石墨研究了抗侵蚀性。由于在氧化气氛下烧结，高C添加对机械性能有负作用。使用金属铝以阻止氧化作用。将3％C添加到混合物中以改进抗侵蚀性，并测定了与温度和烧结气氛相关的强度损失。高SiC和C含量降低了抗氧化性，导致强度损失。在还原气氛下，强度损失降低，在实验室试验结束时，给出了最终结果。     

铝酸钙水泥结合莫来石-碳化硅浇注料的组成及性能

采用烧结莫来石、Secar71水泥及SiC为原料,制备了不同水泥和SiC含量的莫来石质浇注料,研究了浇注料的常温物理性能、热导率及热震稳定性,并借助XRD和EDS研究了材料的物相组成和显微结构.结果表明:随着水泥的加入,浇注料110℃ 24h显气孔率降低、抗折强度逐渐提高;1100℃ 3h和1400℃ 3h抗折强度呈现出先增大后逐渐减小的趋势,当水泥量为25%(质量分数,下同)时,浇注料的显气孔率最高,同时抗折强度达到最大值.随着水泥加入量的增多,浇注料的热震稳定性稍有降低,当水泥量超过25%后,浇注料的热震稳定性逐渐恢复;通过加入5%～10%的SiC,浇注料的热震稳定性明显改善.浇注料的性能同其物相组成及显微结构相关.     

含镁铝尖晶石的铝酸盐水泥的制备与应用

按天然白云石(≤0.1mm)与工业氧化铝粉(≤0.088mm)的质量比为45∶55配料,经混合、成型和烘干后,于1600℃3h煅烧,细磨烧结体得到含镁铝尖晶石的新型铝酸盐水泥。测量了新型铝酸盐水泥的凝结时间、耐火度以及用其所结合高铝矾土制成的耐火浇注料的早期强度;利用XRD、SEM和EDS分析了新型铝酸盐水泥的物相组成及其形貌和分布,同时采用静态坩埚法对比了新型铝酸盐水泥和纯铝酸钙水泥结合刚玉浇注料的抗渣性差异。结果表明:新型水泥的物相组成为镁铝尖晶石(MA)、一铝酸钙(CA)和二铝酸钙(CA2),且这3个物相的分布较为均匀;新型水泥的凝结时间正常,耐火度高于纯铝酸钙水泥;用新型水泥制得的刚玉浇注料抗渣性好;其原因是新型水泥组成中引入了镁铝尖晶石相,而镁铝尖晶石具有较高的熔点和抗熔渣侵蚀能力。     

铝酸钙涂层石墨对Al_2O_3-C浇注料性能的改进

正石墨在浇注料中使用的不足是不易润湿和抗氧化性差。其在水系浇注料中使用面临的挑战是如何在最小的加水量中分散石墨,以便烧后获得致密结构。印度的研究人员曾制备了含有掺杂Ca的γ-Al2O3纳米涂层的石墨,在此基础上进一步研究了含有纳米涂层石墨的Al2O3-C浇注料的性能,并与加入未涂覆石墨的进行比较。Al2O3-C浇注料的配比(w)为:骨料为电熔白刚玉颗粒72%,基质为石墨(或涂层石墨)5%、高铝水泥4%、铝粉     

超低水泥和无水泥浇注料的抗热性及热机械性

制备了两种浇注料，即超低水泥和无水泥浇注料，或是含有高铝水泥或是含有水合氧化铝作为结合剂。对每一种类，制备了两种不同浇注料系统，一种是在其基质中含有氧化铝-二氧化硅混合物，另一种含有氧化镁一氧化铝，均采用煅烧氧化铝作为骨料。测定了相应的抗热性、热循环前后的抗弯强度、高温抗折强度和蠕变变形。     

红柱石加入量对铝硅质低水泥浇注料性能的影响

为了提高铝硅质低水泥浇注料的高温使用性能,采用红柱石部分取代高铝矾土制备铝硅质浇注料。以特级高铝矾土、红柱石、SiO2微粉、α-Al2O3微粉和Secar 71水泥为主要原料制备了铝硅质低水泥浇注料,并研究了红柱石加入量(质量分数分别为0、10%、20%、30%、40%)对试样性能、物相组成和显微结构的影响。结果表明:随着红柱石加入量的增加,110℃24 h烘干后试样体积密度呈略减趋势,显气孔率和常温抗折强度变化不大;1 350℃3 h和1 500℃3 h处理后浇注料试样永久线变化率和显气孔率呈增大趋势,体积密度和常温抗折强度呈减小趋势;1 500℃3 h处理后浇注料试样的高温抗折强度和抗热震性呈先增大后减小趋势。综合各项性能认为,红柱石的加入质量分数以20%为最佳。     

耐火浇注料用非水泥结合剂的研究

为了更好地阐述聚合物对耐火材料性能的影响,对比研究了纯铝酸钙水泥和聚合草酸铝(多齿配位聚合物)作为结合剂对铝镁质、铝硅质、刚玉质、刚玉-尖晶石质浇注料性能的影响,同时还对比了氧化铝溶胶、水合氧化铝(ρ-Al_2O_3)和聚合草酸铝3种结合剂对刚玉浇注料性能的影响。结果表明:1)聚合草酸铝结合浇注料的高温抗折强度和1 600℃热处理后的常温强度较低,而200℃干燥后的常温强度接近; 2)聚合草酸铝结合浇注料的抗热震性(1 100℃水冷)和抗渣侵蚀性能较好; 3)与氧化铝溶胶和水合氧化铝相比,聚合草酸铝结合的刚玉浇注料不需要添加减水剂,加水量明显偏少,200℃烘烤后的显气孔率低,体积密度大,常温强度高。     

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。     

刚玉基超低水泥耐火浇注料的物理和力学性能

研究了刚玉类型对超低水泥浇注料的物理、化学和力学性能的影响。通过将不同类型的刚玉与碳化硅、石墨、水泥、金属硅和二氧化硅微粉混合,分别制得了棕刚玉、板状刚玉和回转窑煅烧矾土基超低水泥浇注料。经110℃干燥24h和经1 450℃保温5h热处理后,检测了试样的体积密度、显气孔率和常温耐压强度。依据抗渣性试验方法检测了试样的抗渣性。通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDX)和X射线衍射(XRD)对试样进行了分析。结果表明:所有的耐火浇注料都具有良好的抗渣性。在所有的耐火浇注料中,板状刚玉基耐火浇注料具有最大的常温耐压强度和适宜的气孔率。     

矾土水泥调制的耐火浇注料的开发

开发了以矾土水泥调制的含有细颗粒加入剂的耐火浇注料。所用加入剂为铬铁自分解式铝热渣及高铝筛屑。研究了此种浇注料的物理机械性能及热性能。     

减水剂对高铝水泥浇注料需水量和强度的影响

无论是硅酸盐水泥混凝土还是高铝水泥浇注料,要想获得好的施工性能和高的强度,都必须使用合适的减水剂。但减水剂除了具有减水作用之外,还对水泥的水化产生影响,从而影响浇注料的强度。本工作研究几种减水剂对高铝水泥净浆和砂浆的减水效果以及对高铝水泥砂浆强度的影响,从而优选出最合适的高铝水泥浇注料用减水剂。1试验1.1原料试验原料采用625#高铝水泥和粒度≤3mm的石英砂,减水剂分别为三聚磷酸钠(3P,铝酸盐水泥的常用减水剂)、六偏磷酸钠(6P)和FE高效减水剂(磺化焦油减水剂,硅酸盐水泥的常用高效减水剂)。1.2试验方法称取1kg高铝水泥,…     

低水泥浇注料抗爆裂性能的改善

研究了在高铝质低水泥浇注料中加入一定量的有机纤维和金属铝粉对其抗爆裂性的作用。结果表明，加入少量的有机纤维和金属铝粉能有效地改善低水泥浇注料的抗爆裂性而不显著降低其物理性能。同时还探讨了添加金属铝粉、有机发泡剂偶氮酰胺、乳酸铝及有机纤维的作用机理。