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。     

利用无害化铝灰合成耐火原料研究

以无害化铝灰为主要原料,通过与轻烧镁砂混合,在1 650℃下高温反应合成镁铝尖晶石。与滑石和硅石粉混合,在1 380℃下高温反应合成堇青石。借助X射线衍射仪及扫描电子显微镜研究了其物相组成和显微结构,并将合成的尖晶石用于制备刚玉尖晶石浇注料,研究了其抗渣性。研究结果表明,无害化铝灰可以制得纯净的镁铝尖晶石和堇青石。铝灰基镁铝尖晶石致密性高,其体积密度为3.07 kg/L,气孔率为1%,将其应用在刚玉-尖晶石浇注料中,表现出优异的抗渣侵蚀和渗透能力,其原因与铝灰基尖晶石的高活性有关。合成的铝灰基堇青石的体积密度为1.97 kg/L,气孔率为19%,其致密性优于滑石-黏土-氧化铝系堇青石。     

尖晶石合成的若干规律

本文总结了尖晶石系内与耐火材料密切有关的镁铝—、镁铬—与镁铁尖晶石方面的研究结果。文中叙述了各该尖晶石的合成反应机理,合成条件,诸如温度、预压压力、颗粒度、原料的空间结构状态、研磨方法、矿化剂等对尖晶石产率与产品的物理—技术指标的影响。有关采用合宜的工艺条件以制备气孔率接近于零的尖晶石的途径也作了必要的阐明。     

铁铝尖晶石的合成及镁铁铝尖晶石砖的性能与应用

系统论述了铁铝尖晶石( FeO·Al2O3)的合成、铁的存在价态对镁铁铝尖晶石砖性能的影响,并阐述了采用预合成铁铝尖晶石制备的镁铁铝尖晶石砖在水泥窑上的出色使用性能,指出其完全可以替代现有镁铬砖,是水泥回转窑烧成带用耐火材料的发展方向;同时还指出了镁铁铝尖晶石砖未来的研究方向是降低砖的热导率以及控制铁铝尖晶石合成气氛的简单化.     

高比表面积镁铝尖晶石制备的研究进展

综述了近几年高比表面镁铝尖晶石制备的研究进展,介绍了改进的共沉淀、溶胶-凝胶及水热合成等主要制备方法.该三种方法增大镁铝尖晶石比表面的共同机理是在其制备过程中加入了有机物,有机物的存在可以减小胶粒的相互作用,有机物的燃烧可以使镁铝尖晶石产生更多的孔道,这均有利于增大镁铝尖晶石的比表面.     

反应烧结铁铝尖晶石添加量对镁铁铝尖晶石耐火材料性能影响

以反应烧结铁铝尖晶石和镁砂为原料,研究了添加1％、3％、5％、7％、9％和11％反应烧结铁铝尖晶石对制备镁铁铝尖晶石耐火材料的性能影响。利用XRD分析试样的物相组成,SEM观察试样的微观结构。结果表明：在1％～11％范围内,随着铁铝尖晶石添加量的增加,镁铁铝尖晶石耐火材料的热震稳定性和挂窑皮性能提高,但荷重软化温度降低;铁铝尖晶石加入量为5％时,镁铁铝尖晶石耐火材料有较大的体积密度、较高的常温耐压强度和较小的显气孔率。     

TiO_2对合成片状镁铝尖晶石相组成和显微结构的影响

片状镁铝尖晶石有望用于增强陶瓷基复合材料和调控浇注料的性能。为了探索片状镁铝尖晶石的低成本合成,以氧化镁和片状氧化铝为原料,分别添加3%和6%(w)TiO_2,采用固相反应法分别在1 200、1 300、1 400和1 500℃保温5 h合成镁铝尖晶石粉体,并比较了镁铝尖晶石粉体的物相和显微结构,分析TiO_2对合成片状镁铝尖晶石的影响。结果表明:TiO_2的添加能促进氧化铝与氧化镁的高温反应,并大幅度提高镁铝尖晶石的生成量,其中1 500℃下添加6%(w)TiO_2试样的合成产物中镁铝尖晶石含量为74%(w);随着合成温度的升高,更多的Al2O3固溶于镁铝尖晶石中,但在TiO_2对烧结的促进作用下,各物相结合在一起,单一片状的镁铝尖晶石逐渐减少。     

铁铝尖晶石的合成及应用

以铁鳞和特级矾土为原料,分别采用埋石墨和在试样中加入石墨两种方式合成铁铝尖晶石.利用XRD检测了合成试样的物相组成,采用SEM观察和分析了合成试样物相的微观形貌分布.将合成的铁铝尖晶石加入到MgO-MgO·Al2O3系耐火材料中,研究了铁铝尖晶石含量对镁铝铁系耐火材料热震稳定性和挂窑皮性的影响.研究结果表明:采用埋石墨方式更有利于铁铝尖晶石的形成和致密化.当铁铝尖晶石含量为8％时,试样抗折强度剩余率为85％,比没加铁铝尖晶石的试样高,明显提高了热震稳定性;随着铁铝尖晶石含量的增加,挂窑皮效果增强,当铁铝尖晶石含量为8％时,砖与熟料之间结合紧密,而没有加入铁铝尖晶石的试样,砖与熟料之间有明显的缝隙.     

回转窑烧成带用镁铁铝尖晶石砖的研制与应用

以新理论、新工艺合成出了结晶完好、质地均匀的铁铝尖晶石,并以合成的铁铝尖晶石为原料制备了镁铁铝尖晶石砖。大量应用结果表明,研制的镁铁铝尖晶石砖具有窑皮形成迅速、稳定、导热率小及使用寿命长等优点,总体性能超过了镁铬砖,满足了大型回转窑烧成带的无铬化要求。     

镁质耐火材料的最新发展

本文介绍了国外镁质耐火材料,如镁碳砖、镁钙砖、镁钙碳砖、镁锆砖、镁铝尖晶石砖、镁铬砖、镁质涂料和镁碳质、镁铝质、镁锆质浇注料的生产、性能及其使用效果。     

水泥窑用MgO-MgAl2O4-ZrO2-La2O3复合耐火材料的研究

根据耐火材料和水泥熟料的反应机理,找到一种既可阻止窑皮中C2S相变,又不损害镁铝质耐火材料的高温性能的添加物,开发了一种基于MgO-MgAl2O4-ZrO2-La2O3体系的新型复合耐火材料。该材料具有优异的耐火性能、抗热震性能、挂窑皮性能、抗侵蚀性能和较高的机械强度,是一种替代镁铬砖的理想材料,适用于水泥窑烧成带。     

Articles with sintered spinel based on bauxite and periclase

Conclusions Laboratory-production investigations were made to develop a technology for periclasespinel refractories using sintered spinel based on bauxite and periclase. It is shown that bauxite is an acceptable replacement for alumina in synthesizing magnesia-alumina spinel. Control batches of ladle brick were made, and these had satisfactory properties.Translated from Ogneupory, No. 4, pp. 12–13, April, 1992.     

MgAlON复合材料的抗氧化性分析

实验原料为电熔镁铝尖晶石、高纯电熔镁砂、登封轻烧铝矾土、Al-Al2O3-MgO混合细粉;少量助烧剂.将原料混练均匀,压制成型放入高温氮化炉烧成,将烧成后试样分为粉料和块状进行抗氧化性实验.测定了试样的氧化增重率、TG-DTA曲线、氧化后试样的表观特征、氧化前后试样的物理性能.试验结果表明:相同工艺条件下制备的MgAlON结合尖晶石复合材料的抗氧化性优于MgAlON结合MgO复合材料的抗氧化性;同种骨料的试样,矾土基MgAlON复合材料试样的抗氧化性优于氧化铝基MgAlON复合材料试样的抗氧化性;MgAlON结合尖晶石复合材料经等温氧化后,其常温力学性能无明显降低.     

镁铝尖晶石原料及其产品的优化设计与使用

着重阐述了近年来有关合成镁铝尖晶石原料及其产品的优化设计原理和研究使用结果，简要介绍了尖晶石的潜在用途。     

镁铬合成料对镁铝铬捣打料性能的影响

分别采用电熔镁铬合成料、烧结镁铬合成料、废烧结镁铬砖为主原料 ,引入一定量的镁铝尖晶石 ,配制了几种化学组成相同的镁铝铬捣打料 ,测试了其物理性能 ,并分析了其显微结构。结果表明 :即使镁铝铬捣打料的骨料颗粒组成、结合剂用量及化学组成均相同 ,但由于所用镁铬合成料不同 ,导致其显微结构不同 ,物理性能也不相同。     

水热法制备镁铝尖晶石载体

MgAl₂O₄是一种优良的催化剂载体。与γ-Al₂O₃相比，MgAl₂O₄不仅能提高催化剂的强度，同时由于载体具有碱性，可提高催化剂的变换活性，且载体比较稳定，抗水合性远优于氧化铝系载体。采用水热合成法，在一定的温度下，选用适当的矿化剂及助剂,合成出适合于镁铝尖晶石载体制备用前驱物粉体。该粉体经成型、焙烧后可制备出镁铝尖晶石结构的载体。试验结果表明，载体强度超过160 N/cm，经水热试验后强度仍大于150 N/cm，可满足高压、高汽气比条件下应用的要求。     

镁铁铝尖晶石耐火砖安全运行两年使用经验

镁铁尖晶石耐火砖替代直接结合镁铬耐火砖,降低Cr6+对环境的影响,但其导热系数大,挂窑皮性能差等缺点,造成使用周期短,筒体温度高和红窑等问题。采用镁铁铝尖晶石耐火砖,兼顾镁铁尖晶石和镁铝尖晶石的优点,优化砖的实物质量和窑内配砖是基础,窑皮维护是关键。日常生产中要关注结皮值,做到窑皮平整,避免结圈结蛋等工艺事故。同时关注升温、降温过程,及浇注料和煤管运行状态,均可提高窑内烧成带的耐火砖的使用周期。     

Research on high-temperature creep properties of Al2O3-MgAl2O4 refractory

In this study, the Al₂O₃-MgAl₂O₄ refractory samples were prepared with tabular alumina and fused magnesia-alumina spinel as the raw materials. A creep resistance test was performed at 1400°C and studied. The tested samples after the creep resistance test were characterized and analyzed by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and energy-dispersive X-ray spectroscopy to investigate the effect of adding the amount and particle size of MgAl₂O₄ on high-temperature creep resistance of Al₂O₃-MgAl₂O₄ refractory, as well as its mechanism. As indicated by the results, under the same amount of spinel added, the sample with 3-1 mm spinel had higher creep resistance than the sample with 1-0 mm spinel. In the creep test, spinel aggregates would react with the alumina matrix to form a secondary spinel layer around the spinel particles, thereby connecting the matrix and the aggregates and improving the creep resistance of the specimens. As clearly indicated by the observed result of the microstructure, in the formation of the secondary spinel layer, Mg²⁺ had a higher migration rate and showed the secondary spinel layer's higher thickness ratio on both sides of the reaction interface, which would induce the Kirkendall effect. Accordingly, considerable pores generated and accumulating at the interface tended to reduce the creep resistance of the material, and this effect was highly dependent on the size of the spinel and the activation solid solution reaction intensity.     

镁锆砖和镁铬砖的抗RH炉渣侵蚀性对比

为取代RH炉用镁铬材料,以电熔镁砂为主原料,分别加入单斜锆、脱硅锆、单斜锆与脱硅锆的混合粉、锆英石制备了ZrO2质量分数分别为15%和20%的镁锆砖,并利用静态坩埚法对比研究了镁锆砖和镁铬砖的抗RH炉渣侵蚀性。结果表明:对于Al2O3含量高且碱度(CaO/SiO2比)大的RH炉渣,镁锆砖抗侵蚀性能优于镁铬砖的;镁锆砖的侵蚀机理是砖中的ZrO2与渣中的CaO迅速反应,形成高熔点物相CaZrO3,能堵塞砖中的孔隙而形成致密保护层,从而阻止钢渣对镁锆砖的进一步侵蚀;而镁铬砖的侵蚀机理是渣中的Al2O3、Fe2O3等R3 和镁铬尖晶石中Cr3 交换,渣与砖反应生成的镁铝尖晶石和镁铁尖晶石使得材料变性,同时由于体积效应使镁铬材料鼓胀开裂,从而导致镁铬砖的严重侵蚀。