镁铝尖晶石细粉对镁质浇注料物理性能的影响

研究了添加不同含量MA尖晶石(0、5%、8%、12%)对镁质浇注料性能的影响.结果表明:(1)随着MA尖晶石含量的增加,试样常温抗折、耐压强度降低,而经1 550 ℃3 h和1 100 ℃ 3 h热处理后强度呈先增加后下降的变化规律:(2)当MA尖晶石添加量为8%时,试样经1 550 ℃ 3 h和1 100 ℃ 3 h热处理后强度均达到最佳值,两者强度比接近于1∶1400℃ 0.5 h热处理条件下高温抗折强度也达到最佳值,可判断材料具有较好的抗剥落性和热震稳定性;(3)添加的MA尖晶石作为晶核,促进基质中α-Al2O3微粉与MgO反应形成原位尖晶石,促进烧结,强化基质,有利于增强试样的强度.     

溶胶结合快干浇注料的研制及其工业应用

研制了以致密刚玉和莫来石为骨料、白刚玉粉和矾土粉及α-Al2O3(≤0.043 mm)微粉为细粉、采用硅溶胶作结合剂的浇注料,该浇注料制成的试样分别于815℃×3 h、1 100℃×3 h和1 400℃×3 h进行加热后,检测相应试样常温抗折强度、耐压强度、体积密度、线变化率和抗热震性能。结果表明:硅溶胶结合浇注料经1 100℃×3 h处理后的抗折强度和耐压强度分别达到12.6 MPa和128.2 MPa;经1 100℃水冷热震性能测试达到100次以上,试样基本没有出现裂纹,经测试其耐压强度损失率仅为18.7%;与传统采用铝酸钙水泥作结合剂的耐火浇注料相比,该浇注料具有良好的体积稳定性、较好的中高温强度以及较快的凝胶性和烘烤性。     

高炉铁口无水炮泥强度及其特性分析

通过模拟高炉铁口生产条件的试验,对某大型高炉的无水炮泥在不同条件下焙烧后的强度及微观组织结构进行了分析。结果表明:试样经200℃×24 h烘干后,耐压强度和抗折强度最大;经800℃×2 h煅烧后,耐压强度和抗折强度最小;经1 100℃×2 h煅烧后,显气孔率相比800℃×2 h煅烧后的显气孔率明显较低;在1 400℃时,微观组织密实、均匀,性能稳定。     

铁沟长寿命撇渣器用超低水泥浇注料的研究

选用复合硅微粉、超细硅微粉，加入到棕刚玉、97碳化硅、活性氧化铝微粉、纯铝酸钙水泥为主要原料的撇渣器浇注料中，就改善撇渣器浇注料承受流动高温铁水的剧烈冲击、侵蚀进行研究。讨论分析复合硅微粉、超细硅微粉的组合对撇渣器浇注料性能以及110℃×24 h、1 450℃×3 h热处理后常温性能以及1 450℃×1 h高温抗折强度性能的影响。研究表明：材料中加入2.0%～2.5%的超细硅微粉原料时，材料的常温耐压强度、高温抗折强度有显著提高。     

电熔镁砂加入量对钢包用铝镁砖性能的影响

以电熔棕刚玉颗粒(8~5 mm、5~3 mm、3~1 mm、1~0 mm),电熔白刚玉细粉(≤0.074 mm),电熔镁砂细粉(≤0.074 mm),活性α-Al2O3微粉为主要原料,配制成电熔镁砂加入量(质量分数)分别为1%、2%、3%、4%、5%的试样。试样经180℃,24 h烘干后,分别于1 100℃,3 h,1 600℃,3 h处理,测定处理后试样的体积密度、显气孔率、耐压强度以及线变化率,并做1 600℃,6 h的抗渣侵蚀实验。结果表明:随着电熔镁砂加入量的增加,试样线变化率增大,体积密度下降,显气孔率增加,抗渣渗透性增强,耐压强度与抗渣侵蚀性有先增大后降低的趋势。根据实验结果研制的铝镁砖在钢厂使用取得了良好的效果。     

金属硅粉加入量对铁沟浇注料性能的影响

以电熔棕刚玉、SiC、α-氧化铝粉、硅微粉为原料,采用复合微粉、水泥和高温增强剂结合的Al_2O_3-Si C-C质铁沟料,试验了金属硅粉作为防氧化剂,对1 000℃×3 h、1 450℃×3 h烧后试样物理性能、抗折强度、抗氧化性及抗渣性能的影响。结果表明,随着金属硅粉加入量的增加,铁沟料线变化逐渐降低,体积密量升高,气孔率逐渐降低,抗折强度逐渐提高,抗氧化性提高,金属硅粉加入量在2%和3%时,抗渣侵蚀性能最好。综合考虑金属硅粉加入量以2%为宜。     

氮化硅铁对铝碳质炮泥性能影响的研究

以白刚玉、焦粉及焦油为主要原料,制备了铝碳质炮泥.通过考察氮化硅铁在炮泥中的反应性能,研究氮化硅铁加入量对其强度和抗渣侵性能的影响,利用X射线衍射分析炮泥的相组成,采用扫描电子显微镜观察其微观组织结构.研究结果表明,随着氮化硅铁加入量的增加,炮泥的强度和抗渣侵性能都先增加后减小;当其加入量为10％时,可以制备出强度高、抗渣侵性能好的铝碳质炮泥.     

10 000#石墨加入量对镁质浇注料性能的影响

为了研究10 000#石墨加入量对镁质浇注料性能的影响,以97镁砂和艾肯951u硅灰为主要原料,98金属硅为防氧化剂制备了镁质浇注料。研究了10 000#石墨加入量为0%、1%、2%、3%、4%对镁质浇注料性能的影响。结果表明:随着10 000#石墨加入量的增加,试样经110℃×24 h、1 000℃×3 h、1 500℃×3 h处理后,体密逐渐减小,气孔率逐渐增大,抗折强度和耐压强度逐渐减小;线变化率和1 450℃×1 h高温抗折强度先增大后减小。当10 000#石墨加入量为1.0%时,即可获得较好的综合指标。     

氮化硼加入量对铁沟浇注料性能的影响

以电熔棕刚玉颗粒、SiC颗粒与细粉、白刚玉粉、α-Al2O3微粉、Secar71、硅微粉、球沥青为主要原料制备了ASC铁沟浇注料,试验以氮化硼作为防氧化剂,分别以质量分数为0、0.5%、1%、1.5%、2%的氮化硼粉等量替代白刚玉微粉,对中温1 000℃×3 h、1 500℃×3 h烧后试样进行物理性能、抗折强度、耐压强度及抗氧化性的测试。结果表明:随氮化硼外加量的增加,试样经1 000℃×3 h、1 500℃×3 h后的线变化率逐渐增大,体积密度先增大后减小,显气孔率先减小后增大,高温抗折强度先增大后减小,抗氧化性逐渐增强,当氮化硼加入量为1%时,能够获得最大的高温抗折强度,试样可以得到较好的综合指标。     

热处理气氛对添加Si粉的高铝浇注料预制件性能的影响

在高铝浇注料中分别加入3%、5%、7%和9%的Si粉,制成40 mm×40 mm×160 mm的试样,再分别在氧化气氛、还原气氛和氮化气氛下1 450℃加热,然后检测其常温性能和高温性能,并分析试样的物相组成及显微结构。结果表明:随着Si粉加入量的增加,材料的常温和高温强度提高,抗热震性得到改善,其中还原气氛处理后材料的抗热震性最优,氮气气氛处理后材料的高温强度最高。物相组成及显微结构分析显示:Si加热后分别原位反应生成了莫来石、SiC、Si3N4,对材料起到增强增韧作用。     

高频燃烧红外吸收法测定氮化硅铁中碳

称取0.2g样品,置于预先盛有(0.300±0.005)g锡粒的坩埚内,覆盖(0.400±0.005)g纯铁和(2.000±0.005)g钨粒进行分析,建立了高频燃烧红外吸收法测定氮化硅铁中碳含量的分析方法。实验中,考虑到氮化硅铁标准样品较少,故选择由0.04g氮化硅标准样品JCRM R008和0.16g纯铁标准样品GBW 01148a混合配制的氮化硅铁合成校准试样(w(C)=0.025 7%)与氮化硅铁标准样品GSB 03-2469-2008(w(C)=0.35%)来绘制校准曲线。方法中碳的线性范围为0.025%~0.35%,检出限为0.000 45%。由0.10g氮化硅标准样品JCRM R008和0.10g纯铁标准样品GBW 01148a混合配制氮化硅铁合成样品1,以及由0.08g氮化硅铁标准样品GSB 03-2469-2008和0.12g氮化硅标准样品JCRM R006混合配制氮化硅铁合成样品2,采用实验方法对其中碳进行测定,测定值与认定值基本一致。采用实验方法对氮化硅铁实际样品中的碳进行测定,所得结果的相对标准偏差(RSD,n=6)为1.2%~1.7%。     

Al2O3细粉对MgO系浇注料性能的影响

本文研究了Al2O3细粉的加入对MgO系浇注料性能的影响。在110℃×24h烘干,1500℃×3h烧成制度下,通过改变基质中Al2O3细粉的加入量,对材料物理性能和力学性能进行测试。结果表明：3％～5％Al2O3细粉的加入能显著改善MgO系浇注料的综合烧结性能：显气孔率15％～17％;体积密度3．01～3．03g／cm^3;耐压强度和抗折强度分别高达85～92MPa和12．4—14．5MPa;当Al2O3细粉的加入量大于5％时,由于材料线变化率和显气孔率的过度增大,引起材料结构的松散,导致材料强度的降低和抗渣性能的下降如：显气孔率大于20％;体积密度小于2．90g／cm^3;耐压强度和抗折强度则分别小于70MPa和10MPa。     

高炉炮泥中氮化物的组成与结构分析

为了改善高炉炮泥的烧结性能,提高其抗侵蚀能力,在炮泥配料中加入了氮化硅或氮化硅铁。对加人氮化物的炮泥组成与结构以及氮化物的作用机理进行了分析。结果表明：氮化硅存在由氮氧化物转化为氧化物的反应过程,而氮化硅铁则氧化为硅铁的氧化物。氮化物的氧化过程伴随着结构致密化反应,能减缓碳的氧化,从而改善炮泥的耐用性能。     

MgO包裹CaO砂抗水化性能的研究

以分析纯Ca(OH)2为原料,经成型、煅烧后,将其破碎为2.5~5 mm颗粒,制成CaO砂,在其表面包裹电熔MgO细粉,分别于1500℃、1600℃×3 h烧后,在0.15 MPa,125℃~128℃的水蒸汽压下测其抗水化性。结果表明:MgO细粉包裹无添加剂CaO砂表面的抗水化性优于包裹含添加剂的CaO砂;将含1.0%Fe2O3的电熔MgO细粉包裹无添加剂CaO砂,经1600℃×3 h烧后在CaO砂表面制成厚度约为0.25 mm的MgO薄膜,水化增重率从20.69%降至8.10%。     

高频燃烧红外吸收法测定氮化钒铁中碳和硫

对于含氮量较高的氮化钒铁而言,其熔点高达1 450～1 650 ℃,给测定碳和硫的含量带来难题。利用钒铁标准物质建立校准曲线,钒铁标准物质进行校准验证,设定分析时间为50 s,以0.4 g纯铁和1.4 g钨粒为助熔剂进行助熔,建立了高频燃烧红外吸收法测定氮化钒铁中碳和硫的分析方法。方法中碳和硫的检出限分别为0.001 1%和0.001 3%,方法测定下限分别为0.003 5%和0.004 2%。由于缺乏氮化钒铁标准物质,取一定量的钒铁标准物质,分别与氮化硅铁标准物质混合,参照FeV45N10、FeV55N11氮化钒铁的成分配比配制氮化钒铁合成样品1#和2#,按照实验方法进行测定,所得测定值和理论值基本一致。实验方法测定氮化钒铁样品中碳含量结果的相对标准偏差(RSD,n=8)在1.2 %～3.0%之间,硫在2.2%～4.2%之间。     

含Mo低碳贝氏体钢动态再结晶研究

在Gleeble-1500热力模拟试验机上,测定变形量为60％,应变速率分别为0.1 s^-1,2.2s^-1,10s^-1,变形温度设置在1 100℃、1 050℃、1 000℃、960℃的含Mo低碳贝氏体钢的应力应变曲线.结果表明,钢在高温、低应变速率时,才有峰值应力出现,发生动态再结晶,在同一变形量下,相对于同一变形温度,变形速率越高,所对应的应力值越高.     

二苯碳酰二肼分光光度法测定氮化硅铁中铬

氮化硅铁是一种重要的耐火材料,实验研究了应用二苯碳酰二肼分光光度法测定氮化硅铁中铬元素含量的分析方法。针对试样分解方法、氧化条件、显色条件、干扰消除等进行了试验研究,确定了最佳分析条件。试样于镍坩埚中以2 g氢氧化钠作为熔剂在650 ℃熔融10 min分解,在热水中浸取熔块后,以氢氟酸、高氯酸冒烟除去试样中的硅元素。用硫酸(1+9)溶解盐类后,在硫酸介质中以2.0 mL 10 g/L高锰酸钾溶液氧化铬至正六价,再加入过量的200 g/L碳酸钠溶液沉淀分离铁、镍等共存元素,最后在0.05～0.2 mol/L硫酸中利用铬与二苯碳酰二肼反应显色对其进行了测定。应用实验方法对氮化硅铁样品进行测定,测定值与电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定值一致,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=11)小于2%;加标回收试验结果表明回收率为101%。     

烧成温度对刚玉—尖晶石质钢包透气砖抗热震性的影响

本文模拟钢包透气砖使用中受到的热震条件,分别采用温度梯度、1100℃风冷及1000℃～1600℃温度循环三种热震试验,研究了烧成温度对纯铝酸钙水泥结合的刚玉—尖晶石质钢包透气砖抗热震性的影响。结果表明：1000℃～1600℃温度循环对刚玉—尖晶石质钢包透气砖造成的热震破坏最为显著,1600℃×3hr烧成试样的抗热震性最好。结合XRD和SEM分析,认为1600％×3hr烧成试样中片状或板柱状六铝酸钙（CA6）晶相形成的网状交织结构能够缓冲热应力,同时Al2O3,在尖晶石（MA）中适当程度的固溶,增强结合强度,提高断裂功,有利于材料抗热震性的提高。     

氮化硅铁及其在耐火材料中的应用

氮化硅铁是近年来高温材料领域的新型复相材料,主要由氮化硅和硅铁合金组成。自20世纪70年代以来,氮化硅铁作为高炉用炮泥材料取得了良好的使用效果,但其制备成本过高制约了进一步的发展。20世纪90年代,北京科技大学无机非金属结构材料研究室利用闪速燃烧合成技术实现了氮化硅铁高性价比的大规模产业化制备,大大推动了氮化硅铁材料的研究与应用,在铁钩浇注料等领域取得了良好的使用效果。本文介绍了氮化硅铁的制备、结构及性能,分析了闪速燃烧合成氮化硅铁的工艺原理,总结了氮化硅铁在不同应用环境下的使用性能,以及目前的应用状况,并展望了氮化硅铁材料的研究方向及其潜在的应用领域。     

高炉铁口无水炮泥强度及其特性的分析试验

材料选用某钢厂高炉无水炮泥,通过模拟铁口试验装置,对此种无水炮泥在多梯度温度状态下焙烧后的强度及微观组织结构进行了分析,结果表明,试样在200℃×2h烘干后的耐压强度及抗折强度最大,800℃×2h煅烧后的耐压强度及抗折强度最小,在1100℃×2h煅烧后的显气孔率相比800℃×2h煅烧后的显气孔率明显较低;试样在1400℃时微观组织结构密实均匀稳定。