锆英石加入量对低碳镁碳砖抗剥落性能的影响

为了提高VOD钢包用低碳镁碳砖的抗剥落性能，以粒度为5～3、3～1、<1和<0.088 mm的电熔镁砂，粒度<0.15 mm的天然鳞片石墨，粒度<0.045 mm的金属铝粉和粒度<0.05 mm的锆英石粉为主要原料，热固性酚醛树脂为结合剂，制备了低碳镁碳砖，研究了锆英石加入量(加入质量分数分别为0、1%、2%、5%)对低碳镁碳砖抗剥落性能的影响。结果表明：1)添加1%(w)锆英石试样的高温抗折强度、抗热震性、抗氧化性及抗渣性均达到最大，说明锆英石的加入有助于提高低碳镁碳砖的抗剥落性能。2)添加锆英石的试样经1 400℃埋碳加热0.5 h后，基质中有针状、连续片状空间结构的阿隆(AlON)以及片状氧化铝-氧化锆复合物生成，且通过钉扎增韧以及颗粒增韧提高了高温力学性能和抗热震性。3)加入过量的锆英石会导致氧化锆生成量明显增加，其高温下的体积变化使基质中微裂纹聚集，造成试样的抗剥落性能大幅下降。     

石墨加入量对低碳镁碳砖性能的影响

通过检测含有2%～14%石墨镁碳砖1400℃的高温抗折强度、1500℃的热膨胀系数、1000℃×2 h煅烧后的抗氧化性,比较低碳镁碳砖与传统镁砖的性能差异,研究了石墨加入量对低碳镁碳砖性能的影响。结果表明:在有2%Al存在的情况下,低碳镁碳砖高温抗折强度与石墨加入量无关;石墨加入量为6%时,可保证低碳镁碳砖具有较优良的抗剥落性及抗氧化性。     

二氧化锰加入量对含铝MgO-C砖高温抗折强度和显微结构的影响

以97电熔镁砂和95鳞片状石墨为主要原料,添加金属铝粉和硅粉,以酚醛树脂为结合剂,制备了含铝镁碳砖,研究了二氧化锰加入量对试样高温抗折强度的影响,并借助X-射线衍射仪,扫描电镜等对试样物相和显微结构进行检测.结果表明:试样高温抗折强度在MnO2加入量0.5％时和未加入时相等,随着二氧化锰加入量的增大,试样高温抗折强度减小;在试样中加入二氧化锰,由于二氧化锰分解释放出氧气,抑制了铝粉的碳化和氮化,而直接氧化为氧化铝,部分转化为镁铝(锰铝)复合尖晶石,体积膨胀,结构致密;部分和基质中氧化钙、二氧化硅等杂质生成了低熔物,也促进了结构的致密化;但是随着二氧化锰量的增大,释放氧气过多,部分石墨被氧化,气孔率增大,并且生成的液相量增加,又使得试样高温抗折强度减小.     

高温真空条件下添加物对镁碳砖氧化行为的影响

为了探讨高温真空条件下添加物在镁碳砖中的作用,以电熔镁砂为主原料,制备了添加物分别为金属铝粉、工业硅粉、B4C粉,w(C)≈3%的低碳镁碳砖,并与传统的三种碳含量的镁碳砖(编号为MC12、MC14和MC18)一起进行高温真空试验。通过试验结果和热力学分析表明:在高温真空条件下,镁碳砖中的Mg O成为了氧化剂,与砖中的碳或非氧化物发生氧化-还原的气化反应,而且真空使得反应温度显著降低,提高了反应速率,导致镁碳砖的结构被破坏,进而使抗侵蚀性和抗冲刷性变差;随着碳含量的增加,镁碳砖高温真空下的性能变差。这对于真空精炼设备的炉衬选材具有非常好的参考价值。     

钢包渣线用超低碳MgO-MA-C砖的研制与应用

以高纯电熔镁砂、镁铝尖晶石微粉和纳米炭素为主要原料,分别加入总量为4%(质量分数)的硅粉、铝粉和硅粉-铝粉复合粉为防氧化剂,加入清洁的自来水混练均匀后,在500 t 摩擦压砖机上成型为碳质量分数小于1%的超低碳MgO-MA-C 标型砖试样.在对比各试样(包括普通MgO-C砖试样)的抗氧化性能、高温抗折强度、体积稳定性和抗渣性的基础上,对配方和生产工艺进行了优化,研制出了性能较好的超低碳(碳质量分数小于1%)MgO-MA-C砖.所研制砖在武钢200 t转炉钢包渣线区使用,平均使用次数达75次.     

自蔓延合成Al4SiC4和B4C及其在含碳耐火材料中的应用

以金属铝粉、硅粉、炭黑或石墨为原料,采用自蔓延化学炉法制备了Al4SiC4粉体,并将其添加到以板状刚玉、电熔刚玉、氧化铝微粉和石墨为主要原料的铝碳材料中,经混合、150 MPa冷等静压成型后于1100℃保温5h氮气保护烧成,研究其对铝碳材料的物理性能、抗氧化性能和抗水化性能的影响;以B203、金属Mg、炭黑和超细石墨为主要原料,采用自蔓延镁热还原法制备了B4C粉体,并将自蔓延产物添加到以电熔镁砂和超细石墨为主要原料的低碳镁碳砖中,经混合、200 MPa干压成型后于1600℃5h埋炭烧成,研究其对镁碳材料的物理性能、抗氧化性能的影响.结果表明:1)以Al、Si、炭黑或石墨为原料可以合成纯度高、不合Al4C3相的Al4SiC4粉体;添加7％ Al4SiC4粉体的铝碳材料具有良好的常温和高温性能,具有良好的抗氧化性和抗水化性能.2)以B2O3、Mg和炭黑为原料可以合成晶粒细小、活性较高的B4C粉体;添加B4C复合粉体的低碳镁碳砖具有良好的常温性能和热态强度,其抗氧化性能优于添加市售B4C和金属Al粉的试样.     

添加CaAl4O7-MgAl2O4对低碳镁碳砖抗热震性的影响

在以93％(w)镁砂、3％(w)铝粉、4％(w)石墨、外加4％(w)酚醛树脂为基础配方的低碳镁碳砖组成中,采用CaAl4O7-MgAl2O4复合材料为添加剂等量取代镁砂,研究其加入量(其质量分数分别为2％、4％、6％、8％)对低碳镁碳砖抗热震性的影响.结果表明:随着添加剂加入量的增大,低碳镁碳砖的热膨胀系数、弹性模量(E)及高温抗折强度(Re)基本上均呈下降趋势,而抗热震性Re/E指数增大.因此,添加CaAl4O7-MgAl2O4有利于提高低碳镁碳砖抗热震性;但添加过量时,对抗热震性不利,以添加6％(w)为宜.     

研究动态

加入纳米炭黑的低碳镁碳砖作为钢水精炼容器用内衬材料,低碳镁碳砖可以减少精炼容器的热量损失,并且因为对钢水的增碳减少而有利于改善钢水的质量。但是,低碳镁碳砖的抗剥落性相对较差。为此,日本研究者通过采用纳米技术,研究了低碳镁碳砖的抗剥落性和抗氧化性。试验制备了w(MgO)=92%,w(C)=3%的3种试样,它们的主要区别是碳源及其加入方式不同:1#试样为参比试样,碳源是鳞片石墨,按普通方式加入;2#试样的碳源是纳米炭黑,与作为结合剂的树脂混匀后加入;3#试样的碳源是纳米炭黑和石墨的混合物,加入方式同2#试样。抗剥落性采用40mm×40mm×110m…     

四种电熔镁砂颗粒对镁碳砖性能的影响

为了探究不同电熔镁砂颗粒对镁碳砖性能的影响，以粒度均为6～3、3～1、1～0.074、≤0.074 mm的97电熔镁砂、97.5电熔镁砂、97.5二钙电熔镁砂、97.5大结晶电熔镁砂4种镁砂为骨料，粒度≤0.074 mm的97.5大结晶电熔镁砂粉料为基质，酚醛树脂为结合剂，-196石墨为碳源，制备了4种镁碳砖试样。按照国标检测了4种镁碳砖试样的体积密度、显气孔率、常温耐压强度、高温抗折强度、抗渣性、抗氧化性以及试样的物相组成和显微结构。结果表明：1)方镁石晶粒大小、高温液相含量、高熔点相是影响镁碳砖试样性能的三大因素。2)方镁石晶粒越大，镁碳砖试样各种使用性能越好。3)高温液相含量是降低镁碳砖试样高温使用性能的主要因素之一。4)高熔点相会增大镁碳砖试样的显气孔率，降低其常温耐压强度和高温抗折强度，对抗氧化性和抗渣性影响明显。     

氧化铝微粉加入量对低碳镁碳砖性能的影响

以电熔镁砂、石墨、金属Al和氧化铝微粉为主要原料,热塑性酚醛树脂为结合剂,制备了w(C)5%的低碳镁碳砖试样,研究了氧化铝微粉加入量(其质量分数分别为0、3%、5%、7%、9%)对低碳镁碳砖的常温物理性能、抗热震性和抗氧化性的影响。结果表明:(1)随着氧化铝微粉加入量的增加,低碳镁碳砖试样的体积密度、常温强度和高温强度均先升高后降低,显气孔率则先降低后升高;抗热震性和抗氧化性随微粉加入量的增加呈先改善后变差的趋势;其中,微粉加入量为5%的低碳镁碳试样综合性能最好。(2)低碳镁碳砖试样性能的改善主要是由于加入的氧化铝微粉和MgO在高温下原位反应生成连续分布的尖晶石,增强了基质的陶瓷结合;但氧化铝微粉加入量过大时,由于大量原位反应引起材料产生过大的体积膨胀,会导致基质结构疏松,从而恶化镁碳砖的性能。     

低碳镁碳砖抗剥落性的改进

为改善MgO -C砖的抗剥落性 ,日本学者通过在基质中加入适量细炭粉对改善镁碳砖的抗剥落性进行了试验研究。按表 1的配方将各种原料混合 ,用酚醛树脂作结合剂 ,然后成型。各试样成型后于 2 5 0℃干燥 12h。于 15 0 0℃、还原气氛中分别处理 3h、9h和 3(次 )× 3h后测量各试样的弹表 1　试样的配比 (w) % 　试样编号abcd电熔镁砂 9695 .5 95 93石墨 3 3 3 3细炭粉 0 0 .5 13抗氧化剂 1111酚醛树脂 (外加 ) 3 3 3 3性模量 ;绘制各试样在 15 0 0℃、还原气氛中于 1MPa载荷下的蠕变曲线。研究发现 :随着低碳镁碳砖基质中细炭粉含量的增加 ,不同…     

添加硼镁矿对镁碳砖高温性能的影响

为研究采用较廉价的天然低品位硼镁矿(高镁低硼)代替价格昂贵的含硼防氧化剂(如B4C、Ca B6、Zr B2等)在镁碳砖中使用的可行性,在以50%(w)的3~1 mm电熔镁砂、20%(w)的≤1 mm电熔镁砂、17%(w)的≤0.088 mm的电熔镁砂、10%(w)的鳞片石墨、3%(w)的酚醛树脂以及外加1%(w)沥青制备的镁碳砖基础上,以Al粉、Ca B6粉和经650℃煅烧的硼镁矿粉为添加剂,分别研究了单独添加3%(w)硼镁矿粉或Al粉或Ca B6粉以及复合添加3%(w)的硼镁矿粉+Al粉或Ca B6粉+Al粉时,对镁碳砖抗氧化性、高温抗折强度和抗渣侵蚀性的影响。结果表明:用硼镁矿替代Ca B6并与Al粉复合加入镁碳砖中,可以获得良好的高温使用性能,当2%(w)硼镁矿与1%(w)Al粉复合添加时,试样的综合高温性能最佳。     

镁铝尖晶石粉加入量对MgO-MA质材料性能的影响

为了降低炭素焙烧炉火道墙用耐火材料的热膨胀率,从而降低炭素焙烧炉的热耗,以重烧镁砂和电熔镁砂为骨料,电熔镁砂粉和烧结镁铝尖晶石(MA)粉为基质,分别于1 500、1 550、1 600℃保温3 h热处理后制备了MA加入质量分数分别为5%、10%、15%、20%的MgO-MA质材料,并重点研究了MA粉加入量对1 500℃烧后试样致密度、热膨胀性能和显微结构的影响。结果表明:MA细粉的引入降低了MgO-MA质材料的致密度,但也降低了其热膨胀率,有利于改善材料的热膨胀性能。结合体积密度与常温耐压强度来看,MgO-MA质材料基质中MA粉的加入量不宜超过5%(w)。     

高性能转炉出钢口管砖的开发与应用

以电熔镁砂、鳞片石墨为主要原料制备了镁碳质转炉出钢口管砖,研究了不同的抗氧化剂(Al粉、Al粉+Si粉、Al粉+Si粉+CaB6粉)和碳源种类(鳞片石墨、造粒石墨和膨胀石墨)对其性能的影响.结果表明:1)复合添加Al粉+Si粉+CaB6粉,镁碳出钢口管砖的抗氧化性能、高温抗折强度显著改善;2)引入造粒石墨有利于镁碳出钢...     

低碳镁钙碳砖与镁碳砖的抗AOD炉渣对比

为了减少耐火材料中碳对冶炼超低碳钢的不利影响,以回转炉为载体,使用天然气和氧气为加热介质,将镁碳砖与低碳镁钙碳砖交替砌入回转炉内。当炉内试验砖的热面温度达到1 650℃时,先加入500 g碎钢,然后再加入500 g AOD炉渣,保持渣池深度在10 mm左右,熔渣每隔1 h更换1次,更换10次后结束试验,将炉内试样冷却到室温取出,从热面中间纵向切开并对侵蚀深度和面积进行测量,对比镁碳砖与低碳镁钙碳砖的抗AOD炉渣性能。结果表明:低碳镁钙碳砖挂渣性比镁碳砖的好,并且形成明显的致密层,其抗AOD渣侵蚀能力明显好于镁碳砖。因此,建议可用低碳镁钙碳砖取代镁碳砖为AOD炉衬冶炼超低碳钢。     

Si-SiC复合粉添加量对低碳镁碳耐火材料性能的影响

为了综合利用在太阳能硅晶板生产过程中产生的大量工业废弃料Si-SiC复合粉,将其作为添加剂引入到镁碳砖中,研究了Si-SiC复合粉加入量(加入质量分数分别为0、1%、2%和3%)对低碳镁碳耐火材料性能的影响。结果表明,废弃Si-SiC复合粉可以提高低碳镁碳砖的抗氧化性与热处理后试样的常温力学性能。随Si-SiC复合粉添加量的提高,镁碳砖的抗氧化性提高。当添加量为2%(w)时,固化后试样及经1 600℃埋碳热处理后试样的力学性能最佳。综合考虑低碳镁碳砖的各项性能,Si-SiC复合粉的合适加入量为2%(w)。采用废弃Si-SiC复合粉作为低碳镁碳耐火材料的抗氧化剂可有效降低生产成本。     

TiN提高镁碳砖抗渣侵蚀机理的研究

以3～1 mm、< 1 mm、< 0.088 mm的电熔镁砂和 < 0.15 mm的鳞片石墨为原料,热固性酚醛树脂和固体沥青粉为结合剂,制备了无添加剂和加入2%含碳TiN的两种镁碳砖试样.抗渣侵蚀试验结果表明:添加TiN的试样的抗渣性明显好于无添加剂的试样.TiN提高镁碳砖抗渣侵蚀性的主要原因是:反应层中TiN的氧化产物TiO2与渣中的CaO反应生成熔点1970 ℃的CaTiO3;脱碳层中TiN氧化后形成的TiO2与C、CaO、MgO反应生成CaTiO3、2MgO·TiO2、TiC、Ti(C,N)固溶体等高熔点矿物相,增加了渣的粘度,减轻了渣的渗透,从而提高了镁碳砖的抗渣侵蚀性.     

金属添加物对MgO-C砖抗侵蚀性的影响

含有硼化物的MgO-C砖的抗侵蚀性的提高取决于金属添加物,如:Al、Al-Mg合金。采用纯度为99%的电熔镁砂以及纯度为98%的石墨作为MgO-C砖的主要组分;将铝粉、镁铝合金粉、硼化物作为添加物加入到MgO-C砖基质中。具体配料组成(w):电熔镁砂75%、石墨21%、硼化物为0.5%、Al和Al-Mg合金合量为4%(其中Al为4%、2.5%、1.5%、1%、0,对应Al-Mg合金分别为0、1.5%、2.5%、3%、4%)。用m(CaO)/m(SiO2)=3.4的转炉渣于1750℃5h做回转抗渣试验。试验结果表明:MgO-C砖抗侵蚀性的提高随着Al-Mg合金加入量的增加而提高,特别是当试样中含有4%的Al-Mg合…     

颗粒级配对低碳镁碳砖性能的影响

为提高低碳镁碳砖的抗热震性,选用电熔镁砂、石墨和铝硅合金为原料,PF-5405热塑性酚醛树脂为结合剂制备低碳镁碳砖,并根据Andreassen连续颗粒级配理论调整电熔镁砂颗粒配比,研究了q值(为0.3、0.4、0.5、0.6和0.7)对试样性能的影响。结果表明:1)当q为0.4~0.6时,生坯的密实度变化明显,且随q值增大而提高;当q0.4或q0.6时,生坯密实度变化较小;试样强度随显气孔率减小而线性增大。2)低碳镁碳砖试样热震后强度保持率随q值增大而线性提高,即随粗颗粒的增多,抗热震性提高。3)依据试样热震后产生裂纹的SEM照片建立了微观组织结构简易模型并通过对裂纹沿颗粒边界扩展贯穿的长度和颗粒剥出所需的能量分析得出,当粗颗粒较多时,虽然颗粒总比表面积减小,但单个粗颗粒与基质结合界面大,所需的断裂能大,因此裂纹较难扩展。     

不同添加剂加入量对Al_2O_3-SiC-C砖性能影响

为进一步提高Al_2O_3-SiC-C砖的性能,以≤5mm的均化矾土料、≤5mm的板状刚玉、≤1mm的碳化硅、0.044mm的α-Al_2O_3微粉和≤0.154mm的石墨等为原料,以酚醛树脂为结合剂制备了Al_2O_3-SiC-C不烧砖。研究了电熔镁砂粉、叶蜡石粉或红柱石粉的加入量(w)皆分别为1%、2%和3%时对试样各项性能的影响,并采用国标对220℃保温24h后试样的各项性能进行检测。结果表明:在Al_2O_3-SiC-C砖中添加少量电熔镁砂粉、红柱石粉、叶蜡石粉可提高试样的高温抗折强度和抗热震性能,加入1%(w)电熔镁砂粉的试样高温抗折强度最大,加入1%(w)红柱石粉的试样抗热震性最好;添加1%(w)电熔镁砂粉可减少熔渣对均化矾土的侵蚀,明显提高试样的抗渣侵蚀性能。综合考虑,加入1%(w)电熔镁砂粉的试样性能最佳。