碳的种类对铝锆碳滑板性能的影响

分别对单独加入4%(质量分数)鳞片石墨、炭黑、沥青碳3种碳材料和加入不同碳材料(总质量分数4%)复合的铝锆碳滑板进行了树脂加入量、耐压强度、高温抗折强度、显气孔率、体积密度等物理性能以及抗氧化、抗热震性能比较。试验结果表明添加石墨可以实现低的树脂加入量,试样的显气孔率低,抗氧化性好;添加炭黑可以提高试样的强度;添加沥青碳,则可提高试样的抗热震性,但抗氧化变差;复合添加这3种碳材料,可以得到强度高、抗热震好的铝锆碳滑板试样。     

低硅铝锆碳滑板的性能研究

针对传统的以锆莫来石为原料的铝锆碳滑板中SiO2含量较多,在浇铸钙处理钢时侵蚀严重的问题,用部分稳定ZrO2(PSZ)代替锆莫来石原料,加入板状刚玉、活性α-Al2O3、炭黑、Si粉、B4C粉和热固性酚醛树脂,分别在1300℃、1400℃、1500℃烧后制成了低硅铝锆碳滑板,并测定了试样的抗渣性、热膨胀系数、膨胀率和热震后强度损失率。结果表明:低硅铝锆碳滑板的烧成温度以1300~1400℃为宜,在此温度下烧成的试样性能优良,其抗热震性和抗渣性均优于以锆莫来石为原料的传统铝锆碳滑板。     

铝锆碳材料的抗氧化性研究

研究了Si、Al、BC及复合添加物对铝锆碳材料的抗氧化性和物理性能的影响,探讨了不同添加物的抗氧化作用机理。     

铝锆碳滑板用含纳米炭黑涂料的防氧化性能

以石墨和纳米炭黑为主要原料研制了一种滑板涂料,将其涂刷于铝锆碳滑板试块表面,自然干燥24 h后,分别在6007、00、800、9001、0001、100、1 200和1 300℃空气气氛中加热2 h,然后测量试块的质量损失率,并与涂刷日本涂料的试块和空白试块进行了对比,以研究该涂料对铝锆碳滑板的防氧化性能,还用扫描电子显微镜对1 300℃氧化后试块表面进行了显微结构分析。结果表明:研制涂料能在滑板表面形成一层保护膜,提高滑板的高温抗氧化性能;所添加的纳米炭黑等碳材料与滑板中的残余Si发生反应,可改善滑板的显微结构。     

刚玉类型对铝锆碳材料性能的影响

分别采用致密刚玉、白刚玉、板状刚玉为主要原料 ,制作铝锆碳试样 ,对其常温性能、高温抗折强度、耐磨性、抗渣侵蚀性、热震稳定性和显微结构进行了对比研究。结果发现 :由致密刚玉配制的铝锆碳试样的综合性能与由板状刚玉配制的试样的基本相当 ,比由白刚玉配制的试样的略好     

氮化烧成铝锆碳滑板的研制和使用

以板状刚玉、锆刚玉和锆莫来石为骨料,板状刚玉细粉、石墨粉、硅粉为基质,酚醛树脂为结合剂,制备成25 mm×25 mm×145 mm的试样,并在氮气气氛中于1 100～1 450℃烧成.测定了不同温度烧后试样的常温物理性能、抗热震性和抗氧化性,并对比了在埋焦炭条件下烧成和氮化气氛烧成对滑板性能的影响.结果表明:在氮气气氛中于不同温度烧成时,当烧成温度确定在1 350～1 450℃时,试样具有优良的抗氧化性和抗热震性;在同一温度下,与在埋焦炭中烧成相比,氮化烧成试样具有优良的抗氧化性和更高的抗热震性.研制的氮化烧成铝锆碳滑板在浇注高钙钢的250 t钢包上使用1次,效果优于同材质埋焦炭烧成的滑板.     

纳米炭黑对铝锆碳滑板的制造及其性能的影响

炭素材料的选用不但影响铝锆碳滑板的混练、成型和烧成等,而且影响铝锆碳滑板使用时的抗氧化性等高温性能,从而影响铝锆碳滑板的使用寿命。炭黑具有纯度高,粒径小而均匀,易于分散和混合等特点。本工作采用不同粒度的炭黑制成铝锆碳试样,通过检验试样的性能优选出最佳粒度的炭黑     

加入锆莫来石及特殊炭对烧成铝炭滑板性能的影响

加入锆莫来石可显著提高Ａｌ２Ｏ３－Ｃ试样的强度，降低其热膨胀值，而在加入量一定的情况下，粒度对试样性能有明显的影响；特殊炭的加入有利于提高试样的强度，降低其弹性模量，获得微细气孔及较好的孔径分布状态．特殊炭Ｃｒ／鳞片状石雷ＣＧ之比以０—１为宜．     

矾土基锆刚玉对铝碳材料性能的影响

以电熔白刚玉、熔融石英(粒度≤0.5 mm)为骨料,鳞片石墨(粒度≤0.15 mm)、电熔白刚玉粉(粒度≤0.088 mm和≤0.045 mm)、矾土基锆刚玉(粒度≤0.088 mm)为基质,热固性酚醛树脂作结合剂,压制成125 mm×25 mm×25 mm的试样,经200℃固化24 h后,在埋炭条件下经1 200℃保温2.5 h烧制成碳质量分数为28%的铝碳材料。研究了用质量分数分别为3%、6%、9%、12%的矾土基锆刚玉等量替代铝碳材料中的石墨对其常温物理性能、热态强度和抗氧化性的影响,并采用SEM分析烧成后试样的显微结构。结果表明:(1)随着矾土基锆刚玉加入量的增加,试样的显气孔率下降,体积密度增加,常温和高温抗折强度升高,抗氧化能力增强;(2)矾土基锆刚玉的加入量超过6%,试样的抗热震性显著下降;矾土基锆刚玉取代碳的量不宜超过6%。     

铝锆炭滑板中锆莫来石分解的显微结构研究

本文从显微结构角度研究了宝钢３００ｔ钢包铝锆炭滑板使用后锆莫来石分解的情况。锆莫来石分解后氧化锆游离出来并形成（ＺｒＯ２·Ａｌ２Ｏ３）Ｃ聚集体,锆莫来石分解导致滑板结构疏松、熔损加快,因此滑板中不加入锆莫来石而加入氧化锆或锆刚玉有利于提高使用寿命     

铝锆炭滑板的热化学侵蚀机理

分析了宝钢３００ｔ钢包滑板使用后的损毁情况。研究了滑板的氧化,铁、锰的氧化物及钙对滑板的化学侵蚀,提出了铝锆炭滑板的热化学侵蚀机理,并指出了滑板的发展方向。     

硼改性酚醛树脂加入量对铝碳材料性能的影响

为了改善铝碳材料的性能,以质量分数为40%的电熔刚玉(1~0.2 mm)、30%的Al2O3微粉(≤0.01mm)、25%的鳞片石墨(≤0.3 mm)、5%的添加剂(≤0.047 mm)为主原料,外加有机硼改性酚醛树脂粉和普通的酚醛树脂粉作为结合剂制备了铝碳材料。用热重分析法测定了树脂的残碳量,按相关标准测定了铝碳材料的常温抗折强度、高温抗折强度、显气孔率、抗氧化性、抗热震性,研究了硼改性酚醛树脂加入量(质量分数分别为0、2%、4%、6%、8%)对铝碳材料性能的影响。结果发现:硼改性树脂的残碳量较高;加入硼改性酚醛树脂不利于铝碳材料的强度,但可以提高铝碳材料的抗氧化性和抗热震性。     

铝锆碳质耐火材料的性能研究

为提高铝锆碳耐火材料的性能,研究了烧成温度对铝锆碳耐火材料气孔率、体积密度、常温耐压强度的影响,得出了适宜的烧成温度范围和最佳的锆莫来石加入量,并对此进行了理论分析。同时,还研究了烧成温度对材料抗氧化性的影响。     

浸渍沥青对不烧铝碳质滑板性能的影响

以板状刚玉(3～1,≤1和≤0.044 mm)、活性α-Al<,2>O<,3>微粉(≤5 μm)、鳞片石墨(≤0.154 mm)、铝粉(≤0.074 mm)和硅粉(≤0.044 mm)等为原料制成不烧铝碳滑板,并将部分滑板在温度240 ℃、真空度40 Pa、压力1.4 MPa条件下分别保压1、1.5、2和2.5 h进行浸渍中温沥青的处理,探讨了不烧滑板浸渍前后的性能变化.试验证明,浸渍沥青可以显著改善不烧铝碳质滑板的各种性能.浸溃后,不烧滑板的显气孔率可降至1%以下,体积密度和耐压强度增大;浸渍滑板的抗热震性明显优于未浸渍滑板;浸渍滑板的中低温强度和高温强度均高于未浸渍滑板.实际使用结果也说明浸渍滑板使用性能好于未浸渍滑板.不烧铝碳质滑板浸渍前后的性能改变主要是由于沥青通过浸渍进入滑板,改善了滑板内部结构,增强了碳结合.     

用后铝碳质下滑板的显微结构研究

选取国内某钢厂使用3次后的下滑板残砖,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)对滑板铸孔和板面用后侵蚀状况、显微结构变化和元素组成差异进行观察和分析。结果发现:下滑板反应层中形成了正八面体的铁铝尖晶石新结构;材料内部生成的纤维状碳化铝和颗粒状氧化铝能强化基质,提高抵抗熔渣侵蚀能力。     

二茂铁的加入对铝碳耐火材料性能的影响

研究了二茂铁加入铝碳耐火材料中后,铝碳耐火材料性能的变化.与仅添加Si和Al试样的性能相比,添加二茂铁的试样的强度,抗氧化性明显增大,且二茂铁的含量为1%～3%左右时,复合添加Si、Al和二茂铁的试样的强度及抗氧化性均有较大提高.     

连铸用铝碳滑板的热应力仿真分析

使用ANSYS等有限元分析软件,针对钢带缩短量、滑板面压、紧固件强制位移等不同因素,通过施加适当的初始条件和边界条件,计算连铸用滑板在预热过程中的稳态热应力场及浇钢过程中的瞬态热应力场。并对不同因素影响下的热应力场结果进行比较,为改进实际生产中滑板的安装及使用方法提供理论依据。     

加入β-SiAlON对铝碳质材料性能的影响

以白刚玉、熔融石英(≤0.5mm)为骨料,鳞片石墨(≤0.15mm)、白刚玉(≤0.088mm和≤0.045mm)、矾土基β-SiAlON(≤0.088mm)以及添加剂为基质料,酚醛树脂作结合剂,在骨料与基质的质量比为35∶65的基础上,分别用0、7%、14%、21%、28%的矾土基β-SiAlON取代铝碳质材料中的石墨,经等静压成型后,试样于180℃固化24h,并在埋炭条件下于930℃热处理,研究了β-SiAlON加入量对处理后试样常温物理性能、抗氧化性、高温机械性能和抗热震性的影响。结果表明:(1)随着β-SiAlON加入量的增加,试样的显气孔率显著上升,体积密度降低,常温和高温抗折强度下降,抗氧化能力变差;(2)与原铝碳材料相比,加β-SiAlON的试样抗热震性均有所降低,但仍保持了良好的抗热震性,在1100℃热震温差下水冷3次和5次后的强度保持率均在90%和75%以上;(3)从降低C含量的角度考虑,在不显著降低铝碳材料性能的情况下,β-SiAlON加入量以7%左右较为适宜,此时试样仍具有较好的抗氧化性和高温抗折强度。     

热处理温度对有机硅树脂结合不烧铝碳滑板性能的影响

以板状刚玉、石墨、Al粉、Si粉和B4C为主要原料,有机硅树脂作结合剂制备了不烧铝碳滑板试样。研究了在空气中先经240℃24h预处理,然后分别于400℃、600℃、800℃、1000℃、1350℃和1450℃保温3h处理后试样的烧结性能、物相组成和显微结构等变化规律。结果表明:热处理温度对有机硅树脂结合不烧铝碳滑板的性能、物相变化和显微结构影响显著。热处理温度为240~600℃时,有机硅树脂裂解产生质量损失,使试样内部结构松散,显气孔率显著增大,常温耐压强度较低;800~1000℃时,试样边缘部分B4C、Al、Si优先氧化,生成须状Al2O3和针状硼酸铝,有利于边缘骨料与基质结构紧密结合,同时,试样内部局部有柱状氮化物生成,相应的体积密度明显增加,显气孔率急剧下降,常温耐压强度达到最高值;温度>1000℃,试样中石墨大量氧化而留下很多气孔,同时Al、Si等氧化反应加剧,试样质量增加和体积膨胀明显,体积密度下降,显气孔率上升,常温耐压强度有下降趋势。