天然白云石合成镁钙砂新工艺的研究

结合一步煅烧与两步煅烧工艺,采用粒度8～5、5～3、3～1 mm的天然白云石,研究了900、950、1 000、1 100℃轻烧温度下原料的活性和烧结性能;通过改变生料与消化料的混合比例,研究了镁钙砂的烧结性和抗水化性。结果表明:最佳的轻烧条件是粒径8～5 mm,轻烧温度1 000℃;随着生白云石粉含量的增大,镁钙砂的体积密度先增大后减小,在生白云石粉质量分数为50%时镁钙砂的烧结性能最好,体积密度最大可达到3.35 g.cm-3;生白云石粉的质量分数<50%时对合成镁钙砂的抗水化性能影响不大,当生白云石粉的质量分数>50%时,其抗水化性能急剧下降。     

镁橄榄石骨料的合成及其对镁橄榄石质耐火材料性能的影响

采用XRD分析了镁橄榄石碎矿细粉及其分别经1200～1600℃3h煅烧后的物相组成,研究了煅烧温度和轻烧MgO加入量对镁橄榄石合成骨料显气孔率和体积密度的影响以及合成骨料对镁橄榄石质耐火材料常温物理性能的影响。结果发现:(1)镁橄榄石原料经1200～1600℃3h煅烧后,物相组成没有明显改变,主要以镁橄榄石相为主。(2)随着煅烧温度的提高,合成骨料的显气孔率先降低后增高,体积密度先增大后减小;以不同煅烧温度合成的骨料为主要原料制备的镁橄榄石质耐火材料试样经1600℃3h处理后收缩趋势增大,显气孔率逐渐下降,体积密度增大,抗折强度没有明显变化,耐压强度缓慢增大。(3)随着轻烧MgO加入量的增加,合成骨料的显气孔率先降低后增高,体积密度先增大后减小;轻烧MgO含量为10%时,合成骨料的显气孔率最小,体积密度最大;以添加轻烧MgO的合成骨料为主要原料制备的镁橄榄石质耐火材料试样收缩增大,显气孔率降低,体积密度增大,抗折强度先下降后增高,耐压强度先增高后降低。     

镁钙砂的合成工艺对MgO-CaO砖抗侵蚀性的影响

将45%(w)的轻烧白云石粉用水消化后,与55%(w)的轻烧镁砂粉混合,按两种合成工艺分别制成传统镁钙砂(共磨至≤0.074 mm,湿法压球,以焦炭为燃料煅烧至1 800℃保温16 h)和优质镁钙砂(共磨至≤0.045 mm,干法压球,以重油为燃料煅烧至1 850℃保温8 h),并对两种合成后的镁钙砂进行了化学分析和扫描电镜观察。再将这两种镁钙砂按同种配比制成MgO-CaO砖用于AOD炉上,对用后残砖的杂质成分进行分析。结果表明:重油煅烧的优质镁钙砂的纯度和致密度都远好于焦炭煅烧的传统镁钙砂的,而且用优质镁钙砂制成的镁钙砖的抗渣侵蚀性要优于用传统镁钙砂制成的镁钙砖的。     

Ca(OH)_2-菱镁矿混合粉体轻烧热分解进程及其对合成镁钙砂烧结性能的影响

为了在不降低镁钙高温性能的同时改善合成镁钙砂的烧结性能,以辽宁大石桥菱镁矿细粉(≤0.075 mm)、化学纯Ca O为原料,经湿磨消化、轻烧(分别于650和900℃保温40 min)、成型、不同温度煅烧(1 400、1 500、1 600和1 650℃保温3 h),研究了Ca(OH)_2-菱镁矿混合粉体的轻烧热分解进程及其对合成镁钙砂烧结性能的影响。结果表明,Ca(OH)_2的"分解-碳酸化-再分解"反应对混合粉体的热分解进程、轻烧粉体的结构及烧结性能有重要影响;Ca(OH)_2的引入可明显降低菱镁矿分解温度,防止轻烧粉体中"母盐假象"的形成,提高轻烧粉的均匀性,明显改善镁钙砂的烧结性能,促进合成镁钙砂的烧结致密化;Ca O含量(w)为20%的试样,经消化、900℃保温40 min轻烧、1 650℃保温3 h烧后,体积密度达3.34 g·cm~(- 3),显气孔率为2.2%。     

添加电熔稳定氧化锆对镁白云石砖性能的影响

为了提高镁白云石砖的抗热震性和抗水化性,在镁白云石砖的配料中添加质量分数分别为0、1.0%、2.0%和3.0%的电熔稳定氧化锆,经混练、成型、干燥后,在隧道窑中经1 550℃烧成,然后测试其性能。结果表明:在镁白云石砖中加入1.0%~3.0%(w)的电熔稳定氧化锆后,镁白云石砖的体积密度、常温耐压强度、抗热震性和抗水化性提高,显气孔率降低;电熔稳定氧化锆的最佳加入量为2.0%(w),此时镁白云石砖的体积密度为3.05 g·cm-3,显气孔率为8.6%,常温耐压强度为117 MPa,950℃风冷热震循环次数达70次,水化质量变化率为1.1%,荷重软化开始温度为1 700℃。     

六铝酸钙/镁铝尖晶石复相材料的制备及性能

以白云石和工业γ-Al2O3为原料,在不同烧结温度下制备了六铝酸钙/镁铝尖晶石复相材料。研究了Al2O3加入量和烧结温度对六铝酸钙/镁铝尖晶石复相相料的物相组成及性能的影响。结果表明:当Al2O3加入量为90.32%(质量分数)时,在1500,1550,1600℃和1650℃下均能够制备出无杂相六铝酸钙/尖晶石复相相料。随烧结温度提高,复相相料的体积密度和抗折强度先下降后提高,而显气孔率总是呈下降趋势。当烧结温度为1650℃时,所制备的复相材料的体积密度、显气孔率和弯曲强度分别为2.07g/cm3,48.78%和54.3MPa。     

微孔白云石加入量对镁钙质中间包干式料性能的影响

以白云石为原料,采用二步煅烧法制备的致密镁钙砂是镁钙质中间包干式料常用的耐火原料。然而二步煅烧法工艺复杂,资源耗费大,且致密镁钙砂不利于中间包干式料隔热性能的提升。以一步煅烧法(1 400℃保温3 h)制备的微孔白云石和电熔镁砂为主要原料,分别于1 100、1 550℃热处理后制备了镁钙质干式料试样,研究了微孔白云石加入量(质量分数分别为0、15%、30%、45%和60%)对试样性能的影响。结果表明：随着微孔白云石加入量的增加,1 100℃热处理后试样的线收缩率和体积密度呈减小趋势,常温耐压强度先增大后减小;1 550℃热处理后试样的线收缩率先减小后显著增大,显气孔率增加,热导率大幅降低,但常温耐压强度和抗渣性能降低。当微孔白云石加入量为60%(w)时,1 550℃热处理后试样在800℃下的热导率为2.410 W·m^-1·K^-1,与传统镁质干式料相比下降了51.9%,同时常温耐压强度为26.0 MPa,在力学性能略微降低的情况下表现出优异的隔热性能。     

Fe_2O_3对白云石砖抗水化性能的影响

白云石砖主要原料是镁钙砂,提高白云石砖的抗水化性能就是要提高镁钙砂的抗水化性能。试验认为:(1)添加Fe_2O_3能够显著提高镁钙砂的抗水化性能,随着Fe_2O_3含量的增加,水化增重率呈下降趋势,材料的耐压强度及抗折强度增大,但是随着Fe_2O_3含量增加到1%后,材料的抗折强度、气孔率有明显大的波动;(2)烧成温度对镁钙砂的抗水化性能有一些影响,烧成温度升高,材料强度增加,气孔率降低,抗水化能力有一定的提高。该研究结果有利于白云石砖的质量控制,对水泥企业选用白云石砖具有参考意义。     

镁橄榄石质轻质球形骨料的制备

为了降低镁基轻质浇注料在受热过程中的收缩并提高其初始强度,以菱镁矿细粉、天然硅石粉、轻烧MgO和SiO_2微粉为原料,使用硫酸镁溶液为结合剂,采用圆盘造粒机成型料球,分别在1 400、1 420、1 450℃下保温3 h煅烧制备了镁橄榄石质轻质球形骨料。分别研究了结合剂浓度、原料配比和煅烧温度对骨料体积密度、显气孔率、料球强度的影响。结果表明:以质量分数分别为71. 1%的菱镁矿、24. 6%的硅石粉、3. 8%的轻烧镁粉和0. 5%的SiO_2微粉配料,加入w(MgSO_4)=15%的硫酸镁溶液为结合剂,经1 420℃保温3 h可以制备性能较佳的镁橄榄石质轻质球形骨料。     

MgO-CaO-TiO2系材料的烧结性能及抗水化性能

以白云石、工业钛白粉、轻烧镁砂为原料配制了不同组成的MgO-CaO-TiO2材料,分别于1500℃、1550℃、1600℃、1650℃保温3 h煅烧后,研究了材料的烧结性能,并采用蒸压法(0.1 MPa下蒸压2 h)研究了烧后试样的抗水化性能.研究结果表明1550～1600℃煅烧后,试样均达到了良好的烧结,相对密度达到92%以上,原始配料中的CaO全部转化成了不易水化的CaO·TiO2,因而所有试样均表现出优良的抗水化性能.