炼铁合金感应炉用Al2O3基复合耐火材料的研究

以刚玉和电熔镁砂为原料,采用干式捣打法制得了含镁铝尖晶石的复合耐火材料,探讨了添加Cr2O3,粉及ZrO2粉对材料性能的影响,XRD结果表明,产物的物相组成为MA,采用静态侵蚀法对试样进行抗侵蚀试验.结果表明,以刚玉和电熔镁砂为原料制得的复合材料,具有较高的耐压强度和抗侵蚀能力;添加Cr2O3粉比添加ZrO2粉具有明显的提高材料性能的效果.     

利用铝灰和粉煤灰铝热还原氮化制备镁铝尖晶石-刚玉-Sialon复相材料

以铝灰和粉煤灰为原料,以铝灰中的金属铝为还原剂在1550 ℃,3 h下进行原位铝热还原氮化制备镁铝尖晶石-刚玉-Sialon复合材料.采用XRD分析了不同原料配比对合成产物物相的影响,并对制备的镁铝尖晶石-刚玉-Sialon复相材料进行了显微形貌和性能表征.结果表明,当铝灰过量50%时,制备得到了镁铝尖晶石-刚玉-Sialon复合耐高温材料,其中,尖晶石为富铝尖晶石,含量为45%;刚玉含量为25%,呈板片状;Sialon的含量为26%,其Z值为4,呈柱状形貌.此时其抗折强度最大,为183 MPa,显气孔率最小,为5.3%,体积密度为2.6 g/cm~3,洛氏硬度HRB的值为123.     

方镁石-尖晶石耐火材料在感应炉炉衬上的应用

国外工业先进的国家 ,炼钢用感应炉炉衬已广泛采用电熔镁砂和工业纯刚玉粉。其配比 (质量分数 ,% )为 :2 8.5 Mg O,71.5 Al2 O3 ,经电炉高温熔化 ,形成镁铝尖晶石。再将其破碎、筛分 ,以一定的粒度配比打制成炉衬 ,并经 180 0～ 190 0℃的高温烧结成形。尖晶石作感应炉炉衬的耐火材料 ,其优点是 :耐火度高 (Mg O·Al2 O3 熔点为 2 135℃ ;Mg O· Cr2 O3 的熔点是 :2 2 35℃ )耐激冷激热性能好 ,抗渣浸性好 ,抗压强度高等。材料打结方便。1　镁铝尖晶石的形成在 Mg O- Mg Al2 O4耐火材料系中 ,除含有电熔镁砂和工业纯刚玉粉外 ,通常像…     

高炉渣对Sialon-SiC-Al2O3复相耐火材料的侵蚀行为

研究了高炉渣对Sialon-SiC-Al2O3复相耐火材料的侵蚀行为,结合渣侵蚀后试样的显微结构研究得到复相材料有好的抗高炉渣渗透能力.富SiC的Sialon-Al2O3-SiC复相耐火材料的渣侵蚀产物为透辉石、钙长石和玻璃相,其渣侵蚀机理为氧化-渣蚀-剥落.富刚玉的Sialon-Al2O3-SiC复相耐火材料的炉渣侵蚀产物为钙长石、镁铝尖晶石和玻璃相,刚玉颗粒与渣中的MgO反应生成镁铝尖晶石并拌有体积膨胀,使得镁铝尖晶石反应层结构疏松而被炉渣溶蚀,其炉渣侵蚀机理为氧化-渣蚀-溶解.     

结合剂对刚玉-尖晶石质中间包挡渣墙性能的影响

以特级矾土、棕刚玉、电熔白刚玉、镁铝尖晶石、SiO_2微粉、α-Al_2O_3微粉为主要原料,添加分散剂和钢纤维等外加剂,制备了刚玉-尖晶石质中间包挡渣墙试样。研究了结合剂ρ-Al_2O_3和ρ-Al_2O_3-铝酸钙水泥对刚玉尖晶石质挡渣墙性能的影响。结果表明:在以ρ-Al_2O_3结合的挡渣墙中,当ρ-Al_2O_3加入量为3%时各项性能较为优异,试样的物相主要是刚玉相、镁铝尖晶石相以及微量的钙黄长石相;在以ρ-Al_2O_3-铝酸钙水泥复合结合的挡渣墙浇注料中,随着水泥引入量增加,试样各项常规性能变好。通过XRD物相分析,水泥加入量达到1.5%以后逐渐出现了CA6高温相,提高了其高温性能,同时,水泥的引入并没有增加钙铝黄长石相;对两种结合体系抗渣侵蚀表现较好的试样进行SEM分析其侵蚀机理,水泥加入量为1.5%时抗渣侵蚀和渗透性能最佳。     

Al2O3-MgO(尖晶石)-Sialon复合耐火材料的制备

以刚玉颗粒和细粉、氧化镁细粉、尖晶石细粉和Sialon细粉为原料制备了钢包用新型无碳Al2O3-MgO(尖晶石)-Sialon复合耐火材料,通过研究得到适宜的工艺参数为:原料中大颗粒(8～3 mm)与中颗粒(3～0 mm)的比例为65:35,埋混合粉烧结(C:Sialon=4:1)和烧结温度为1600 ℃.制备的Al2O3-MgO(尖晶石)-Sialon复合耐火材料具有高强度和优良的抗氧化性能、抗渣侵蚀和抗热震性能.     

真空冷冻干燥法制备纳米尖晶石

以硝酸盐为主要原料,采用共沉淀法和真空冷冻干燥技术,制备了镁铝混合氢氧化物和纳米级镁铝尖晶石超细粉体,分析了共沉淀产物的热分解过程,标定了不同温度处理后试样的物相组成,确定了纳米镁铝尖晶石的形成温度和煅烧条件,观察了试样煅烧前后显微形貌变化,测试了试样的比表面积.结果表明控制适当的溶液pH值,用硝酸盐共沉淀和真空冷冻干燥法可制得粒径小、比表面积大的镁铝混合超细粉体,且其经600℃处理后即开始转化成尖晶石,经1 000℃处理后已全部转变成粒径为50 nm左右的纳米尖晶石,尖晶石化温度比传统的固相反应合成法低450℃～550℃.     

Sc_2O_3对不同尖晶石化镁铝尖晶石的致密化和显微组织的影响（英文）

探讨添加Sc_2O_3对不同尖晶石化镁铝尖晶石的致密化和显微组织的影响。通过致密化研究、物相分析、元素定量分析和显微组织研究对烧结产物的性能进行表征。结果表明:添加Sc_2O_3有利于镁铝尖晶石的致密化,且相对于完全尖晶石化的镁铝尖晶石,Sc_2O_3对促进部分尖晶石化的镁铝尖晶石的烧结作用更显著。在1650°C烧结,Sc_2O_3添加量从0增加到4%(质量分数)时,部分尖晶石化原料的烧结产物的体积密度增加了0.243 g/cm~3,完全尖晶石化原料的烧结产物的体积密度增加了0.14 g/cm~3。与用完全尖晶石化粉末制备的烧结试样相比,以部分尖晶石化粉末为原料的烧结试样样具有更加致密的显微组织。     

Al2O3原料种类对固相反应法合成锌铝尖晶石的影响

采用固相反应法,合成了锌铝尖晶石粉体。运用热分析、XRD、SEM分析等方法,研究了Al2O3原料种类对合成锌铝尖晶石的影响。研究表明:原料种类对合成反应开始温度有直接影响,以Al(OH)3作为Al2O3的原料与以非活性Al2O3作原料相比,生成锌铝尖晶石的开始反应温度降低近400℃;XRD和SEM分析表明,以Al(OH)3作为Al2O3的原料,锌铝尖晶石的开始生成温度为800℃,随合成反应温度升高,锌铝尖晶石的生成量显著增加;以ZnO、Al(OH)3为原料合成锌铝尖晶石的最佳合成温度为1200℃,保温时间为3h,合成得到的锌铝尖晶石呈立方晶粒,晶形发育完整,平均粒径为15μm。     

两步烧结法制备镁铝尖晶石及其在Na_3AlF_6-AlF_3-CaF_2-Al_2O_3电解质中的腐蚀（英文）

霍尔-埃鲁特铝电解槽需要一种新型的耐火材料来取代现有的凝固电解质构筑的炉帮。用两步烧结法制备的镁铝尖晶石作为潜在的候选材料,采用阿基米德排水法和扫描电镜研究镁铝尖晶石的致密化和晶粒长大。将所制备的试样在Na_3AlF_6-AlF_3-CaF_2-Al_2O_3电解质中腐蚀以评价其耐蚀性能。结果表明,用两步烧结法可制备高致密度(99.2%)和均匀显微结构的镁铝尖晶石。镁铝尖晶石对Na_3AlF_6-AlF_3-CaF_2-Al_2O_3电解质的腐蚀机理主要是镁铝尖晶石的溶解、氧化铝的形成和氟化物的扩散。两步烧结法制备的镁铝尖晶石具有良好的耐Na_3AlF_6-AlF_3-CaF_2-Al_2O_3电解质腐蚀性能。     

感应加热条件下镁铝尖晶石材料反应烧结过程的研究

以活性氧化铝粉和工业氧化镁为原料,在真空感应炉中反应烧结制备镁铝尖晶石材料。研究分析了感应炉的功率、加热时间及不同Al_2O_3/Mg O比对尖晶石的形成和烧结性能的影响。结果表明:与传统电炉加热的方式相比,感应加热升温快,温度分布更均匀,获得的尖晶石材料更加致密;提高感应加热功率、延长加热时间、降低Al_2O_3/Mg O比,都有利于尖晶石材料的烧结致密化和尖晶石晶体的发育长大。     

富铝镁铝尖晶石质耐火材料的抗碱侵蚀性能

分别选用富铝78镁铝尖晶石(AR78)材料、富铝90镁铝尖晶石(AR90)和铬铁矿材料为原料制备耐火材料试样,采用碱蒸气法测试其抗碱侵蚀性能。通过XRD和SEM等方法,分析研究了碱蒸气对试样的侵蚀机制。结果表明,碱侵蚀后试样的耐压强度均大幅下降,其中铬铁矿材料的强度下降高达85.21%,AR78材料的强度下降54.02%,AR90材料的强度下降最低,为52.72%。通过显微结构观察分析可知,AR90材料和AR78材料中K元素的渗透较轻,铬铁矿材料中K元素的渗透严重。主要原因是由于富铝尖晶石固溶体及其微粉促进材料烧结,而铬铁矿材料本身难以烧结,且渗透进入材料中的K与刚玉相反应生成β-Al_2O_3、与基质中的(Mg,Fe)(Cr,Al)_2O_4反应生成K2CrO_4,均伴随较大的体积膨胀。     

一种镁砂粉与刚玉粉复合烧结铸型涂料的研制

采用镁砂粉和刚玉粉作为耐火骨料制备了一种烧结型铸型涂料,实验研究了两种骨料的适宜配比,分析了骨料组元比例对烧结过程的影响;优化设计了一种以镁砂粉和刚玉粉为复合耐火骨料的铸型涂料配比,检测了涂料的性能。结果表明:复合骨料烧结后的涂层产生了镁铝尖晶石(Mg Al_2O_4),当镁砂粉和刚玉粉混合质量为7∶3时,涂层中的Al_2O_3全部参与烧结反应;硅溶胶(SiO_2·n H_2O)的加入可以改善涂层的高温强度,防止出现暴热裂纹;优化后的涂料具有较好的综合性能,能有效地防止不锈钢铸件表面出现粘砂现象。     

MgO-C耐火材料中陶瓷相的原位生成机理及其对材料力学性能的影响

以电熔镁砂、鳞片石墨以及Al-Mg合金粉、金属Si粉为原料,以Ni(NO_3)_2·6H_2O为催化剂,以酚醛树脂为结合剂,在经配料、混合、成型后,分别在1200、1400℃埋炭条件下进行热处理制备了MgO-C耐火材料。研究了不同催化剂添加量对Mg O-C耐火材料物相组成、显微结构特征和试样抗热震及力学性能的影响。结果表明:经1200℃热处理后,试样中Al-Mg合金被氧化,进一步反应生成镁铝尖晶石;经1400℃热处理后,Si单质消失,试样中有Si C生成,镁铝尖晶石生成量增加,并且有Al N相生成;当催化剂加入量分别为0.4%、0.6%时,试样基质中可原位生成镁铝尖晶石晶须,Si C及Al N等陶瓷相,试样的抗热震性能和断裂韧性都得到提高。     

氧化锆的引入形式对刚玉-尖晶石浇注料性能的影响

本文以板状刚玉、烧结尖晶石、活性α-Al2O3微粉和纯铝酸钙水泥等为主要原料制备刚玉-尖晶石浇注料,研究了氧化锆的引入形式对试样常温性能的影响。研究结果表明:随着热处理温度的升高,引入不同形式氧化锆的试样体积密度减小,而气孔率增大;与干燥后的试样相比,经过1100℃×4 h热处理后,试样强度有所降低,而经过1600℃×4 h的高温热处理后强度明显增加;引入钙稳定氧化锆的试样强度较高,线变化率较小;引入锆英石的试样,强度较低,线变化率较大。     

铬铁矿中杂质铝和铁对铬氧化率的影响及其机理

以实验室合成的尖晶石型化合物为原料,系统地研究铬铁矿无钙焙烧体系中杂质铁和铝对Cr(Ⅲ)氧化率的影响规律及其机理。结果表明:铬铁矿中杂质铁对Cr(Ⅲ)的氧化率无明显影响;焙烧过程中FeO被氧化后得到的Fe2O3先与Na2CO3反应生成中间产物NaFeO2,它在体系中仍能起着Na2CO3的作用,使铬的氧化反应继续进行,整个Cr(Ⅲ)氧化过程的反应速率均较快;而杂质铝能明显抑制Cr(Ⅲ)的氧化,其主要原因是:在焙烧过程中,Al2O3与Cr2O3和MgO反应生成相对稳定、难溶的多元复杂氧化物MgO·(Cr2O3)0.5.(Al2O3)0.5。此外,Al2O3与Na2CO3反应生成Na2O·Al2O3,但Na2O·Al2O3很难进一步与MgO.(Cr2O3)0.5·(Al2O3)0.5反应生成Na2CrO4。     

Al203-MgO（尖晶石）-Sialon复合耐火材料的制备

以刚玉颗粒和细粉、氧化镁细粉、尖晶石细粉和Sialon细粉为原料制备了钢包用新型无碳A1203．MgO（尖晶石）．Sialon复合耐火材料，通过研究得到适宜的工艺参数为：原料中大颗粒（8～3mm）与中颗粒（3～0mm）的比例为65：35，埋混合粉烧结（C：Sialon=4：1）和烧结温度为1600℃。制备的A1203-MgO（尖晶石）-Sialon复合耐火材料具有高强度和优良的抗氧化性能、抗渣侵蚀和抗热震性能。     

镁铝尖晶石质球形陶瓷铸造砂的制备与性能研究

选取阳泉特级铝矾土与轻质氧化镁为原料,通过气流床细化、德国EIRICH成球机成球与烧结工艺制得了镁铝尖晶石质球形陶瓷铸造砂,并对其物相组成、显微形貌、物理性能及破碎率进行了表征与测试。制得的陶瓷铸造砂由镁铝尖晶石主晶相与极少量尖晶石固溶体组成,在陶瓷铸造砂内排列致密,制得的陶瓷铸造砂具有优良的抗破碎性能。     

原位铬掺杂氧化铝纳米棒的水热合成

以Al(NO3)3?9H2O、Cr(NO3)3?9H2O和尿素为原料,PEG-20000为表面活性剂,采用水热法合成了铬掺杂碳酸铝铵纳米棒,经1200 ℃煅烧后,成功制备原位铬掺杂氧化铝纳米棒。利用XRD、SEM和FTIR对产物晶相组成、结构和形貌进行了表征,采用UV-Vis光谱和全自动测色色差计对产物的呈色性能进行测试。结果表明：铬掺杂碳酸铝铵纳米棒经1200 ℃煅烧后,实现了铬在氧化铝基体中的原位掺杂,两者形成了完全固溶体,固溶体晶体结构为刚玉型。随着铬掺杂量的增加,所制备的碳酸铝铵纳米棒长度变短,煅烧后的产物出现熔融现象。样品的紫外可见吸收光谱结果表明,制备的铬掺杂氧化铝基纳米粉体分别在372 nm,406 nm、562 nm存在较强的吸收峰,因而样品会呈现淡红色,这与全自动测色色差计测得的色度值相一致。利用水热合成原位铬掺杂氧化铝纳米棒提高了铬与氧化铝的混合均匀度,在较低温度下生成了刚玉相,有助于刚玉型耐火材料、刚玉磨料和铬铝红颜料的制备与应用。     

二次铝灰烧结制备钙铝黄长石/镁铝尖晶石复相材料

以再生铝行业二次铝灰为主要原料,开展二次铝灰烧结制备钙铝黄长石/镁铝尖晶石复相材料的研究。热力学计算表明,二次铝灰添加氧化钙和氧化镁,理论上可以制备出钙铝黄长石/镁铝尖晶石复相材料。结果表明,当二次铝灰、氧化钙和氧化镁质量分数依次为70.80%、18.58%和10.62%,在1100~1500℃范围内,均能制备出钙铝黄长石/镁铝尖晶石复相材料;随烧结温度升高,钙铝黄长石/镁铝尖晶石复相材料纯度和结晶度明显提高,抗压强度呈升高趋势,显气孔率呈下降趋势。当烧结温度为1500℃时,所制备出钙铝黄长石/镁铝尖晶石复相材料显气孔率和抗压强度分别为33.87%和40.18 MPa。