热风炉管道用Al_2O_3-SiO_2浇注料性能的影响因素

为了提高热风炉管道用浇注料的使用寿命,以矾土均化料、红柱石颗粒和细粉、白刚玉细粉、纯铝酸钙水泥、SiO2微粉、α-Al2O3微粉、硅溶胶等为原料制备了热风炉管道用Al2O3-Si O2浇注料,并研究了SiO2微粉加入量、骨料类型、水泥加入量以及用硅溶胶作结合剂对浇注料性能的影响。结果表明:1)随着SiO2微粉加入量的增加,热处理后试样的常温抗折强度和常温耐压强度逐步增加,烧后收缩增大,体积密度先增加后降低,综合考虑,SiO2微粉的适宜加入量为4%(w);2)以矾土为骨料的试样具有较高的常温强度和较好的体积稳定性,但以红柱石为骨料时的抗热震性更好;3)结合系统含硅溶胶时,加入纯铝酸钙水泥能降低浇注料的烧后线变化,稍微提高常温强度和抗热震性,而加入柠檬酸则降低试样的抗热震性。     

硅溶胶对刚玉浇注料性能的影响

以5～8、3～5、1～3及≤1 mm的电熔刚玉为骨料,致密刚玉粉(≤0.074 mm)、白刚玉粉(≤0.043mm)及α-Al2O3微粉为细粉,矾土水泥和硅溶胶为结合剂,按骨料、粉料质量比为64∶36配料制成试样,自然养护后于110℃24 h烘干,然后分别于815℃3 h、1 100℃3 h和1 400℃3 h热处理。对处理后试样进行了常温抗折强度、耐压强度、体积密度、线变化率和抗热震性能的检测及显微结构分析。结果表明:硅溶胶结合浇注料于1 100℃3 h处理后的抗折强度和耐压强度分别达到27.1和178 MPa,远高于相同温度下水泥结合浇注料的;硅溶胶结合浇注料在20～1 100℃水冷热震循坏100次后基本没有出现裂纹,其耐压强度损失率仅为24.4%,而水泥结合的浇注料热震循坏49次后就完全开裂。     

β-SiAlON对MgO-C材料性能的影响

以电熔镁砂颗粒(5～3 min、3～1 mm、≤1 mm)、电熔镁砂细粉(≤0.088 mm)、鳞片石墨(≤0.15 mm)、矾土基β-SiAlON细粉(≤0.088 mm,气孔率28%,Z=2)为主要原料,配制成ω(鳞片石墨) ω(矾土基β-SiAlON细粉)分别为12% 0、4% 6%、4% 9%和4% 12%的4组配料,采用酚醛树脂作结合剂,以180 MPa压力成型.经185℃10 h固化后,按相关标准检测了试样的体积密度、显气孔率、常温耐压强度、常温抗折强度、高温抗折强度、抗热震性、抗氧化性和抗渣性.结果表明:随着试样中ω(鳞片石墨) ω(矾土基β-SiAlON细粉)按12% 0、4% 6%、4% 9%、4% 12%的顺序变化,试样的显气孔率有所上升,体积密度略有降低;试样的常温耐压强度、常温抗折强度、1 400℃高温抗折强度、抗热震性和抗氧化性均有不同程度的提高;抗渣侵蚀性以ω(鳞片石墨) ω(矾土基β-SiAlON细粉)为4% 6%的试样略高,其他试样则有所降低.     

锆酸钙加入量对镁质弥散型透气耐火材料性能的影响

为改善镁质弥散型透气耐火材料性能,以粒度0.2~1 mm的高纯镁砂颗粒、≤0.074 mm的高纯镁砂细粉和≤0.074 mm的锆酸钙细粉为原料,经配料、成型、110℃保温24 h干燥和1 650℃保温3 h烧成制备镁质弥散型透气耐火材料。研究了锆酸钙加入量(w)分别为5%、9%、13%时对镁质弥散型透气耐火材料致密度、透气度、抗热震性、常温强度和高温强度等性能及显微结构的影响。结果表明,随着锆酸钙加入量的增加,材料的显气孔率、透气度、烧后常温强度和高温抗折强度减小,体积密度增加,抗热震性能得到改善,并在加入量达到9%(w)时最高。     

单斜氧化锆加入量对方镁石-尖晶石材料性能的影响

为了进一步提高方镁石-尖晶石质耐火材料的性能,在以电熔镁砂颗粒(粒度为3~1和≤1 mm)、电熔镁砂细粉(粒度≤0.088 mm)和烧结尖晶石颗粒(粒度≤1 mm)为主要原料的方镁石-尖晶石质耐火材料中,分别添加质量分数为0、2%、4%和6%的单斜氧化锆细粉(≤0.088 mm),经混练、成型、干燥后,分别在1 600和1 700℃保温3 h烧成,检测烧后试样的显气孔率、体积密度、常温抗折强度、常温耐压强度、抗热震性和加热永久线变化,并分析部分试样的物相组成和显微结构。研究表明:1)添加单斜氧化锆细粉会提高烧后试样的烧后收缩和致密度,降低试样的常温强度和弹性模量;当单斜氧化锆加入量为2%(w)时,试样的抗热震性最佳。2)随着烧成温度的提高,试样的烧后收缩和致密度均增大,常温强度变化不大。1 700℃烧成后,Zr O2除了以mZr O2形式存在外,还有少量t-Zr O2和Al0.1Zr0.9O1.95存在,增加了材料的直接结合程度。3)当单斜氧化锆细粉加入量为2%(w),烧成温度为1 700℃时,烧后试样的综合性能较优。     

AlF3对莫来石-刚玉质窑具性能与显微结构的影响

以莫来石(3~1mm)和刚玉(≤1mm)为骨料,以α-Al2O3(3~5μm)、硅线石(≤0.045mm)、硅微粉(3~5μm)、粘土(≤0.045mm)为基质料,分别外加0、9%和12%的添加剂AlF3(d50=12.03μm),成型后分别在1700℃和1725℃保温4h烧成,制得莫来石-刚玉质窑具试样,然后检测烧成后试样的显气孔率、常温耐压强度、常温抗折强度和抗热震性能,并采用扫描电镜分析烧成后试样的显微结构。结果表明随着AlF3含量的增加,烧成后试样的显气孔率逐渐增大;引入AlF3后,烧成后试样的常温耐压强度、常温抗折强度和热震后抗折强度保持率均提高,且以外加9%的最高,外加12%的次之;加入AlF3的试样在1725℃烧成后,有类似晶须状的柱状莫来石形成,这有利于其强度和抗热震性能的提高。     

硅溶胶固含量对Al_2O_3-SiC浇注料性能的影响

以5~3、3~1和≤1 mm的特级矾土熟料及≤1 mm的SiC为骨料,以白刚玉粉(≤0.074 mm)、SiC粉(≤0.088 mm)、活性α-Al2O3微粉和SiO2微粉为基质,在Al2O3-SiC浇注料常规配方的基础上,研究了硅溶胶固含量对浇注料性能的影响。结果表明:随着硅溶胶固含量的增加,浇注料的流动性逐渐增大,初凝时间逐渐缩短,显气孔率略有减小,110和815℃热处理后抗折强度和耐压强度略有增大,1 100和1 400℃热处理后抗折强度和耐压强度略有减小,抗渣性能有所增强。     

镁砂临界粒度和颗粒级配对镁质弥散型透气材料性能的影响

为了进一步完善中间包用镁质弥散型透气元件的性能,以电熔镁砂颗粒(粒度1~0.5、1.5~0.5和2~1 mm)、高纯镁砂粉(≤0.074 mm)、铝镁尖晶石粉(≤0.074 mm)、α-Al2O3粉(≤0.074 mm)为主要原料,亚硫酸纸浆废液为结合剂,按不同的粒度级配(配料中≤0.074 mm的细粉质量分数分别为6%、13%、20%和27%)配料、混料后经机压成型,然后经1 650℃下保温3 h烧成制备了镁质弥散型透气试样,并研究了镁砂临界粒度(分别为1、1.5和2 mm)和颗粒级配对试样透气度、高温抗折强度、体积密度和显气孔率、常温抗折强度、常温耐压强度以及显微结构中气孔孔径的影响。结果表明:随着镁砂颗粒临界粒度的增加,试样的常温强度、高温抗折强度和体积密度均减小,气孔率和透气度增大;随着配料中≤0.074 mm细粉含量的增加,试样的常温强度、高温抗折强度、体积密度均增大,气孔率和透气度减小。综合各项性能认为,电熔镁砂骨料(粒度为1~0.5 mm)含量为80%(w),细粉(≤0.074 mm)含量为20%(w),是镁质弥散型透气材料的最佳配比。     

硅溶胶/酚醛树脂对免烧成Al2O3-β-Sialon/Ti(C,N)/SiC-C复相耐火材料性能的影响

以板状刚玉、棕刚玉、SiC、Al2O3、硅灰、金属硅、金属铝为主要原料,以硅溶胶和酚醛树脂为结合剂,制备Al2O3-β-Sialon/Ti(C,N)/SiC-C复相耐火材料,研究了硅溶胶和酚醛树脂两种结合剂对Al2O3-SiC-C基不定形耐火材料的线变化率、显气孔率、体积密度、常温抗折强度、常温抗压强度和抗热震性能的影响.采用X射线衍射对1100℃和1450℃热处理后的试样进行物相分析.结果表明:经1100℃温度下保温3h热处理后,试样的常温抗折强度和常温抗压强度分别达到2.43 MPa和22.20 MPa;浇注料经30～ 1100℃水冷热震循环后,测得其抗热震次数为52次.     

Al-Si复合Al_2O_3-β-SiAlON-C材料加热过程中性能、相组成和显微结构的变化

以电熔白刚玉(≤0.5、≤0.088和≤0.045 mm)、熔融石英(≤0.5 mm)、鳞片石墨(≤0.15 mm)、矾土基β-SiAlON(≤0.088 mm)、Al粉(≤0.074 mm)和Si粉(≤0.074 mm)为主要原料,以热固性酚醛树脂为结合剂,制成25 mm×25 mm×125 mm的Al-Si复合Al2O3-β-SiAlON-C试样,经200℃固化24 h后,分别在800、1 000、1 200、1 400和1 600℃下埋炭(石墨)保温3 h,冷却后测定其体积密度、显气孔率、常温耐压强度、常温抗折强度、高温抗折强度和抗热震性,并进行XRD和SEM分析.结果表明:1)随着热处理温度的升高,Al-Si复合Al2O3-β-siAlON-C试样的显气孔率均下降,体积密度、常温耐压强度、常温抗折强度、高温抗折强度、热震后残余抗折强度均逐渐提高,但其抗折强度保持率在经1 000℃热处理后最高,随后逐渐降低;2)在高温还原气氛的热处理过程中,试样中的Al、Si与C(CO)或N2反应,原位生成了AlN、β-SiC、Al4C3和β-SiAlON等非氧化物,对试样具有填充气孔及增强增韧的作用.     

六铝酸钙加入量对MgO-C耐火材料性能的影响

为提高MgO-C耐火材料的寿命,以电熔镁砂(5～3、3～1、≤1、≤0.074 mm)、鳞片石墨(≤0.15 mm)、Si粉(≤0.044 mm)、Al粉(≤0.044 mm)、六铝酸钙(≤0.044 mm)为原料,以热固性酚醛树脂为结合剂,以150 MPa压力机压成型制备了MgO-C砖试样.试样经过1200、1400...     

Influence of chrome-bearing sols vacuum impregnation on the properties of magnesia-chrome refractory

Two kinds of nanosized chrome-bearing sols, i.e. Cr₂O₃ precursor sol and MgCr₂O₄ spinel precursor sol, were obtained by homogeneous precipitation. Properties of the sol vacuum impregnated magnesia-chrome refractory, such as bulk density, cold crushing strength, pore distribution, and chemical composition, etc., are superior to those of the un-impregnated sample. SEM micrographs show a different microstructure of the impregnated sample as compared to the un-impregnated one. The influence of vacuum impregnation on copper slag corrosion resistance of magnesia-chrome refractories has also been evaluated. The results show that both sols could improve the magnesia-chrome bricks corrosion resistance in impregnation.     

用后镁钙砖制备镁钙质干式料

对AOD炉用后镁钙砖进行了分析发现,镁钙砖变质层的结构比原砖层更致密,而且用其原砖层和变质层再生的镁钙砂颗粒短时间放置后水化程度轻微。因此,以5～0.09 mm的原砖层再生镁钙砂和5～1 mm的变质层镁钙砂为骨料,≤0.074 mm的中档镁砂为细粉制备了镁钙质干式料,并测试了干式料经1 550℃3 h处理后的体积密度、抗折强度、耐压强度和加热永久线变化。结果表明:以用后镁钙砖原砖层和变质层部分为主要原料再生制备的镁钙质中间包干式料,其性能可满足中间包干式料的要求。     

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。     

矾土基电熔尖晶石对矾土基浇注料性能的影响

为了开发矾土基电熔尖晶石的应用,在矾土骨料、纯铝酸钙水泥、Al2O3微粉、SiO2微粉等原料加入量不变(分别为65%、4%、4%和1%)的条件下,变化矾土基电熔尖晶石的加入量(分别为0、6%、8%、10%和12%)和电熔白刚玉细粉的加入量,研究了矾土基电熔尖晶石对矾土基浇注料常温物理性能、热态抗折强度、抗热震性以及抗渣性的影响。结果表明,与不加矾土基电熔尖晶石的浇注料相比,尖晶石加入量为6%~12%时,浇注料的常温性能相差不大,但热态抗折强度及抗热震性均有所提高,抗渣性有很大改善。     

水泥-聚丙烯酸复合结合快硬耐磨涂抹料

为了克服现有耐磨涂抹料涂抹性能差、硬化速度慢、强度低等缺点,以低铝莫来石、棕刚玉、高铝矾土为主要原料,采用纯铝酸钙水泥和聚丙烯酸乳胶作为复合结合剂,研制了配比(w)为低铝莫来石(5～1 mm)29%,低铝莫来石(1～0.09 mm)24%,棕刚玉(≤0.09 mm)16%,高铝矾土(≤0.02 mm)8%,硅灰8%,纯铝酸钙水泥15%,聚丙烯酸乳胶9%(外加),耐热钢纤维4%(外加),三聚磷酸钠+有机酸0.3%(外加)的快硬耐磨涂抹料,并进行了现场试用。结果表明:研制的涂抹料从常温养护到500℃处理后都具有较高的常温强度和较好的耐磨性;现场试用发现,研制的快硬耐磨涂抹料易于涂抹,硬化时间短,使用寿命长,有望作为快速修补料或在平均温度<500℃的衬体中取代现有的磷酸盐结合涂抹料。     

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。     

一种高铝喷涂料的开发

以铝矾土（3．35mm～0．425mm和≤150μm）为主要原料,铝酸钙水泥为结合剂,制备出了一种氧化铝含量在70％以上的喷涂料。将试样经110％干燥后,每隔100％设置一次烧结试验。测定试样经过不同热处理温度后的体积密度、线性变化率、抗折强度和耐压强度。结果表明,研制出的高铝喷涂料在高温下具有较优良的性能。     

新一代矾土基耐火材料

可以期望在新世纪我国根据丰富的高铝矾土资源特点,新一代矾土基耐火材料将会兴起--优质合成原料和高效耐火新产品.优质合成原料包括:(1)Al2O3含量为50%～90%的均质矾土熟料(均质类);(2)矾土基烧结和电熔锆刚玉莫来石和锆刚玉尖晶石系合成料(改性类);(3)矾土基Sialon和Alon(转型类).利用这些合成料开发的矾土基高效新产品为:(1)高温性能优良的高品位高铝砖和浇注料,(2)矾土基刚玉系材料,(3)矾土基Al2O3-Sialon(Alon)复合材料.     

Cr2O3对矾土基喷涂料性能的影响

以铝矾土为主要原料,铝酸钙水泥、硅微粉为结合系统,分别研究了不同添加量的Cr2O3对矾土基喷涂料性能的影响。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热膨胀系数、耐磨性能和抗热震性能。结果表明,在矾土基喷涂料中添加Cr2O3不利于提高材料的低温和中温强度,但利于提高材料的高温强度;在矾土基喷涂料中添加Cr2O3不能提高材料的耐磨性能;试样中添加Cr2O3后增大了试样的热膨胀系数。添加适量的Cr2O3可提高试样的抗热震性能;过量的添加Cr2O3会对试样的抗热震性产生负面的影响。