抗氧化剂对镁碳耐火砖抗氧化性的影响

碳的氧化是镁碳耐火材料中存在的主要问题。研究了在1300℃和1500℃温度下各种抗氧化剂．如Al、Si、SiC和B4C对镁碳砖抗氧化性的作用。计算了砖中碳的重量损失，并通过XRD、SEM和EDS测定了砖的氧化区域。在两种温度下，发现B4C是最有效的抗氧化剂。在添加B4C的试样中通过特性研究测出存在硼酸镁复合物（Mg3B2O6）。硼酸镁，在1360℃以上呈液态，通过填充开口气孔在表面形成一层保护层，对砖的抗氧化性有积极作用。在两种温度下对添加Al和Si的试样，镁橄榄石（Mg2SiO4）和尖晶石（MgAl2O4）显示出相似的作用。添加SiC的试样和添加Si的试样有相同的相．但SiC在两种温度下抗氧化性最小。     

高温氮气下镁碳耐火材料的物相重构与微结构演变

以电熔镁砂、鳞片石墨和金属铝粉为原料,酚醛树脂为结合剂,在氮气气氛中,经1300～1600℃热处理后制备了镁碳耐火材料.分析了镁碳耐火材料的物相重构和微结构演变,揭示了化学气相沉积反应形成两种不同形貌氧化镁的机制.结果表明:在1300～1500℃时,试样的非氧化物组成为碳化铝(Al4C3)、氮化铝(AlN)和镁铝氮化物...     

用于水泥回转窑煅烧带的MgO-CaZrO3-β-Ca2SiO4基复合耐火材料

研究了CaZrO3-β-Ca2SiO4加入量及死烧镁砂对1 550℃下煅烧的、由MgO-CaZrO3-β-Ca2SiO4组成的复合材料的致密化参数、机械性能以及耐火性能的影响。采用X-射线衍射分析研究了这些复合材料的相组成。在1 550℃,用30min试验了复合砂试样与砖的耐硅酸盐水泥熔渣的性能。还检验了进行水泥熟料侵蚀试验前后试样的显微结构和成分。低熔点的镁硅钙石(大约1 550℃)在提高试样的致密化参数和机械性能上起到了作用,加入量达15%时,荷重软化点随着CaZrO3-β-Ca2SiO4(CZ-β-C2S)成分增加而提高。压实粉料的致密化和形成的粒度分布大幅度地影响了砖的物理机械性能和耐火性能。复合砂试样和砖还提高了耐硅酸盐水泥熟料的侵蚀性能。     

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。     

添加MgB2对镁碳耐火材料抗氧化性能的影响

以MgB2作为抗氧化剂应用于镁碳耐火材料,分别在埋碳和空气气氛下煅烧,利用热重分析(TG-DSC)研究了MgB2在空气气氛下的反应行为,用X射线衍射分析(XRD)研究了埋碳条件各温度下的物相组成,用扫描电子显微镜( SEM)结合能谱分析仪(EDX)观察了试样的显微组织结构,并与Al、Si、B4C、Al+B4C、A1+ MgB2对比评价了MgB2的抗氧化性能.结果表明:MgB2在温度高于1000℃与CO反应,生成MgO、B2 O3和C,MsO与B2O3进一步反应生成Mg3B2O6;当温度高于1340℃,Mg3 B2O6熔化成为液相,填充在MgO骨料与基质周围,使得镁碳耐火材料结构致密,对抗氧化起到重要作用;B2O3 (1)蒸发与MgO反应生成Mg3 B2O6在镁碳耐火材料表面形成致密层;MgB2抗氧化效果次于B4C,优于Al粉,Si粉,镁碳耐火材料中MgB2的合理添加量约为3％;实验中还发现添加Al+ 10％MgB2的镁碳耐火材料取得了较好的抗氧化效果.     

添加物对MgO-ZrO2-C材料性能的影响

研究了Al和Si添加物对镁锆炭砖碳化烧成后膨胀性能的影响及机理。结果表明 :Al和Si在高温下氧化成Al2 O3和SiO2 ,继而与CaZrO3或用于稳定氧化锆的稳定剂反应 ,生成铝酸钙、MA、C2 S和M2 S,另外 ,C2 S和ZrO2 还发生了晶型转变。这一系列反应使试样产生很大的体积膨胀 ,从而破坏了制品结构。因此 ,与镁炭砖不同 ,Al和Si不但不能增强镁锆炭砖 ,而且使其结构破坏和耐侵蚀性降低。     

CO2处理镁钙砖表面研究

本文研究了利用CO2处理镁钙砖表面的防水化效果,利用XRD检测了新生成相的矿物组成,采用SEM观察和分析了新生成相的微观形貌分布,应用煮沸实验法测试试样的防水化效果,得出以下结论:用CO2处理镁钙砖表面,当CO2流量为5 L/min,反应时间为60 min,处理温度为600℃时镁钙砖的抗水化效果最好;当CO2流量为5L/min,反应温度为600℃时,反应时间越长镁钙砖的抗水化效果越好;通过XRD衍射分析结果可知,不同温度处理后镁钙砖表面都生成了CaCO3,反应温度越高衍射峰越强,CaCO3含量越大;通过扫描电镜分析可知CO2处理后的镁钙砖表面反应层为CaCO3,并且随着反应温度的升高,试样表面的反应层厚度逐渐增加.     

原位分解制备高强度轻质镁橄榄石材料

以菱镁矿、粉石英、二氧化硅微粉为原料,利用原位分解形成气孔技术制备轻质镁橄榄石材料,并借助XRD和SEM等方法研究了烧成温度(分别为1200℃、1300℃、1350℃、1400℃和1450℃)对轻质材料的物相组成和显微结构的影响。结果表明:制备轻质镁橄榄石材料的最佳烧成温度为1300～1400℃,在这一温度范围内烧成制得的轻质镁橄榄石材料有较高的气孔率,气孔平均孔径<10μm,且分布均匀,耐压强度可达40～50MPa,是一种高强度的轻质耐火材料。     

ZrO_2-Al_2O_3-SiO_2系的转熔反应

在研究各种熔铸ZAS耐火材料显微结构时发现,有些样品中的莫来石是借转熔反应生成的。这种现象显然是同 或G.Cevales 的ZrO-Al_2O_3-SiO_2系相图不一致。为了验证转熔反应,就两相图的三元不变点区域选取6个组成点配料,熔融后在缓冷和忽冷条件下鉴定其显微结构。发现 和Cevales 不变点组成的试样在缓冷时发生转熔反应。取含有刚玉共析体(C Z)和玻璃相的试样于1650℃、2h热处理,(C Z)同液相进行转熔反应而生成大量莫来石。复又熔融并急冷,莫来石全部分解,又还原成(C Z)共析体和玻璃相的相组合。     

无水硫铝酸钙在石膏和氢氧化钙水溶液中的水化试验研究

基于无水硫铝酸钙水化固液反应的机理,分别在20℃和60℃恒温条件下研究了不同的n(C4A3S∶C SH2∶CH)对C4A3S的水化程度以及水化产物的影响.利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析表征水化试样的矿物种类和微观结构.研究结果表明,CH对C4A3S的水化有一定的抑制作用,温度的升高都有利于C4A3S的水化.在溶液中有CH存在的条件下,温度的提高使得C4A3S在水化早期形成AFm相;由于C SH2量充足,最终的水化产物为AFt相.(在本文缩写中,C=CaO,A=Al2O3,H=H2O,S=SO3,S=SiO2)     

镁铝砖的高温拉伸蠕变行为

本工作初步研究了一种镁铝砖在1300～1400℃温度范围的高温拉伸蠕变行为。用单试样法和多试样法测定了镁铝砖在该温度范围和0.5～7kg/cm~2应力范围的平均表观激活能和应力指数。由所得数据推断在该实验条件下蠕变行为主要受粘性流动所控制。本实验还发现,1370+2℃为这种镁铝砖蠕变行为的转折温度,认为这归因于该种砖在此温度开始出现液相。     

电磁场下熔渣和熔钢对镁铝尖晶石质耐火材料的侵蚀和渗透行为

为了研究电磁场作用下熔钢和熔渣对镁铝尖晶石质耐火材料的侵蚀和渗透行为,采用MgO和Al_2O_3含量(w)分别为84.40%和12.77%的镁铝砖,配制碱度为4的碱性渣,选用GCr15Si Mo钢,利用具有电磁场、真空、惰性气氛等多因素的抗渣炉,在1 600℃下进行侵蚀试验,测量试验后试样的侵蚀和渗透深度,并利用SEM、EDS、XRD对试验后试样进行表征。结果表明:电磁场作用下,熔渣和熔钢在1 600℃侵蚀1 h后,对镁铝尖晶石质耐火材料的侵蚀和渗透并不明显。因此,可以选择镁铝尖晶石质耐火材料来抵抗电磁场下熔渣和熔钢的侵蚀。     

镁锆砖的抗侵蚀性能研究

采用两种不同炉渣,用静态坩埚法对镁锆砖的抗侵蚀性能进行了研究,并通过SEM和XRD等分析手段对镁锆砖的侵蚀机理进行了探索。结果表明：两种炉渣对镁锆砖的侵蚀情况略有不同;抗渣试验过程中未发生ZrO2的晶相转变。镁锆砖的侵蚀机理为：渣中的CaO与砖中的ZrO2发生反应生成高熔点物相CaZrO3,CaZrO3的生成在方镁石晶间形成了致密保护层,从而阻止了渣对镁锆砖的继续侵蚀。     

用硅钙渣烧制水泥熟料的研究

用不同比例的硅钙渣替代石灰石和黏土掺入水泥生料中,在不同的烧成温度(1200℃、1250℃、1300℃、1350℃、1400℃和1450℃)下进行煅烧,对烧成熟料的易烧性、矿物组成及矿物相的微观形貌进行分析.研究结果表明:在生料中掺加硅钙渣有助于液相形成、降低水泥熟料的烧成温度和改善生料的易烧性,更有利于烧成贝利特熟料,不利于烧成阿利特熟料.在生料中硅钙渣的掺量较高(60%)时,硅钙渣中微量氧化钠的存在使生料在烧成时形成不利于C3 S晶体形成和成长的碱性液相及价键较强AlO5-4和FeO5-4四面体,从而使烧成熟料中的C3 S矿物不论从外观还是Ca/Si摩尔比都接近C2 S矿物.     

危废处置回转窑用典型耐火材料抗熔渣侵蚀性能研究

对比了危废处置回转窑用几种典型耐火材料铬锆刚玉50砖、铬锆刚玉30砖、铬刚玉砖、高铝砖、刚玉莫来石砖和铝铬碳化硅砖分别在1100和1300℃的抗熔渣侵蚀性能.结果表明:1)在1100℃侵蚀试验后,6组试样均表现出较好的抗侵蚀性能和抗渗透性能,试验后坩埚内都残留了大量熔渣.2)在1300℃侵蚀试验后,6组试样的熔渣侵蚀和...     

以用后镁铁铝尖晶石砖合成偏钛酸镁的煅烧温度研究

为充分利用水泥回转窑用后镁铁铝尖晶石砖,将用后砖先拣选再破碎,最后将筛下的粉料(≤0. 154 mm)经1 000℃保温2 h热处理去除氯化钾后获得再生料。将再生料(≤0. 154 mm)与锐钛矿型Ti O2(0. 044 mm)作为原料,以聚乙烯醇作为结合剂,利用固相反应法合成偏钛酸镁,并研究了煅烧温度(1 100、1 200、1 300、1 400和1 500℃)对合成偏钛酸镁的烧结性能、物相组成及显微结构的影响。结果表明:不同温度处理后试样的主晶相均为偏钛酸镁;随着温度的升高,试样中偏钛酸镁晶粒逐渐长大,试样逐渐实现致密化。结合试样的常温性能和显微结构认为,采用预处理的镁铁铝尖晶石再生料,在1 400℃保温3 h可以合成综合性能较好、纯度较高的偏钛酸镁。     

氧化铁对硫铝酸钙矿物形成的影响

借助化学分析方法、X射线衍射、差示扫描量热法等测试手段研究了Fe2O3对无水硫铝酸钙矿物(C4A3S)形成过程的影响.研究表明:掺杂Fe2O3可促进熟料中游离氧化钙(f-CaO)的吸收,增加液相量,改善C4A3-S矿物生料的易烧性;不掺杂Fe2O3的矿物生料,C4A3-S单矿物在850℃以下几乎不生成,在1 000℃开始大量生成,在1 300℃达到最高值;掺杂1?2O3的试样中C4A3S含量与不掺杂试样在同温度下达到最大值,但绝对含量有一定幅度的下降;掺杂3%及5?2O3的试样中C4A3S含量在1 350℃达到最大值,达到最大值的时间比原来延迟0.5h,并且绝对含量有较大幅度的下降;掺杂Fe2O3的试样在1 200℃至1400℃时,Fe3 和C4A3-S中的Al3 发生置换,使Fe3 固熔到C4A3-S中形成固熔体C4(A0.95F0.05)6O12(SO4).     

用废弃含碳耐火材料合成方镁石-镁铝尖晶石复相材料

以废弃镁碳砖与废弃滑板为原料,分别按照n(MgO)/n(Al2O3)=1,2,3,4比例进行制样,通过1300℃、1400℃、1500℃保温2h对试样进行煅烧.用X射线衍射仪、扫描电镜及X' Pert plus软件对热处理后试样的组成和结构进行表征.结果发现:以废弃镁碳砖与废弃滑板可以合成出方镁石-尖晶石复相材料,随着废弃镁碳砖引入量增加;试样体积密度降低,显气孔率增加,结构组成中方镁石逐渐增加.煅烧温度的增加促进方镁石与刚玉相形成镁铝尖晶石相.当n(MgO)/n(Al2O3)=3,煅烧温度1500℃时,经煅烧后形成方镁石-尖晶石复相结构中结晶相方镁石含量达到33％,镁铝尖晶石59％,方镁石-尖晶石相间由结晶度较差的玻璃相粘结.     

CaCl2对高炉用β-SiAlON结合刚玉耐火材料的侵蚀

在还原气氛及碱金属(钾)共存的条件下,进行了CaCl2对高炉用β-SiAlON结合刚玉耐火材料在930℃、1200℃和1500℃下侵蚀行为的研究,测试并计算了CaCl2作用前后试样的质量变化、气孔率变化、体积密度变化和常温抗折强度变化.并对侵蚀后的试样进行显微结构观察和EDAX分析.结果表明在低于1200℃时,CaCl2基本没有与β-SiAlON结合刚玉耐火材料试样发生反应;1500℃时,Ca2+与试样工作面反应生成六铝酸钙(CA6)和玻璃相,试样工作层原有的致密结构遭到破坏,造成试样的强度下降了约23%;SEM研究发现,Cl-基本未参加对材料的侵蚀反应,低温下以KCl析出.     

氟磷石灰石对熟料硅酸盐相形成过程的影响

利用XRD和化学分析方法研究了Ca5(PO4)3F的稳定性和石灰石中的Ca5(PO4)3F对C3S和C2S形成过程的影响.结果表明,Ca5(PO4)3F在1450℃下能稳定存在,1450℃时SiO2和C2S能使Ca5(PO4)3F分解;用含磷石灰石制备C2S和C3S时,1100℃和1200℃煅烧时生成β-C2S,1300 ℃煅烧时Ca5(PO4)3F分解形成的PO;-与β-C2S生成α:C2 S-xC3P,β-C2S与CaO生成C3S.在1450℃保温4h,用含磷石灰石制备的C2S全部转换为α:C2S-xC3P的固溶体.当煅烧温度由1100℃逐渐升至1450℃时,含磷石灰石中的氟随着煅烧温度的升高逐渐减少,Ca5(PO4)3F随着煅烧温度的升高逐渐分解,含磷石灰石-SiO2体系(C/S =2:1)和含磷石灰石-SiO2体系(C/s=3:1)在1450 ℃煅烧0.5h后Ca5(PO4)3F分别分解了94.00％和81.25％.