石墨含量对Al2O3-C材料物理化学性能的影响

Al2O3-C材料具有较好的高温性能,广泛应用于连铸功能性耐火材料.为满足洁净钢技术的发展要求,本文研究了石墨含量对Al2O3-C材料物理化学性能的影响.以不同粒度的电熔白刚玉为主要原料,加入SiC微粉和金属Al抗氧化剂,以酚醛树酯为结合剂,研究了石墨含量对不同温度下Al2O3-C材料物理性能及抗渣侵蚀性的影响.结果显示,碳含量的降低,材料的显气孔率下降,体积密度增大,冷态和高温强度增加.不同碳含量的Al2O3-C材料都显示出良好的抗渣侵蚀性能.     

锆莫来石对Al2O3-ZrO2-C材料性能的影响

以电熔白刚玉、锆莫来石、鳞片石墨、SiC粉和酚醛树酯为原料,通过改变锆莫来石的加入量和粒度制备了7种不同的A l2O3-ZrO2-C试样,主要研究了锆莫来石加入量和试样的粒度组成对A l2O3-ZrO2-C材料的体积密度、显气孔率、常温耐压强度、气孔孔径分布和透气度等性能的影响。结果表明:1)锆莫来石加入量对A l2O3-ZrO2-C材料的体积密度、显气孔率、耐压强度、气孔孔径分布和透气度都有一定的影响,但影响都不大;2)试样的粒度组成对A l2O3-ZrO2-C材料的体积密度和透气度的影响较大,但对显气孔率、常温耐压强度、气孔孔径分布的影响较小。     

碳结合碱性耐火材料中物相的形成

随着温度和氧分压的变化,碳结合碱性耐火材料的许多组成发生一系列的化学变化。氧化物颗粒(Mgo、CaO、硅酸盐),碳材料(石墨、结合剂)和抗氧化剂的组元相之间连续不断地发生反应,引起耐火材料显微结构和性能的显著变化。本研究中,对普通抗氧化剂——铝碳砖中所起到的作用与不寻常的抗氧化剂——碳化硼在白云石碳砖中所起的作用进行比较。     

抗氧化剂种类及石墨的变性处理方法对镁碳质耐火材料性能的影响

研究了向配料中单独加入或同时加入抗氧化剂Al和SiC对酚醛树脂结合的镁碳质耐火材料性能的影响,同时探讨了石墨变性处理的各种方法.     

渣中CaO对SiC氧化性能的影响

加入SiC材料可以改进不定形耐火材料的热震稳定性和抗渣性。但在Ar／O2气氛中，1000℃以上，SiC与渣中CaO的混合物氧化速率比SiC的氧化速率快。其原因可能是CaO与SiC之间发生反应，或者是由于CaO与形成的二氧化硅保护膜之间发生反应而使氧的迁移率增加。渣中CaO对SiC氧化性能的影响@李荔寅     

纳米添加剂对Al2O3-C材料性能的影响

Al2O3-C材料主要用于连铸三大件。随着纳米技术的发展,纳米粉生产成本降低,分散技术提高,纳米粉应用范围扩大。德国研究人员在降低Al2O3-C耐火材料中碳(石墨)含量的同时添加纳米粉,以期改善Al2O3-C耐火材料的抗热震性     

还原冶炼时高铝石墨质耐火材料对熔体的抗侵蚀性

采用静止的方法及动力学方法研究了Al2O3-C质耐火材料在还原冶炼的熔体中的抗侵蚀性。研究了试验后试样的微观结构。查明,当向刚玉石墨质耐火材料中加入碳（以石墨形成加入）及ZrO2时其抗侵蚀性将随之降低。试验结果表明,含ZrO2的砖的抗侵蚀性高于不含ZrO2的砖。加入ZrO2时有助于提高耐火材料的抗氧化性,井使熔体和耐火材料之间的反应速度下降。Al2O3-C质耐火材料受到侵蚀的原因,一是熔体和耐火材料之间发生反应,二是耐火材料的组分在熔体中发生分解所致。     

石墨对MgO-C耐火材料导电性能的影响

用w (C)为 97%、粒度分别 >0 .147mm和 <0 .147mm的两种石墨研究了石墨的加入量(5 %～ 2 0 %)和粒度对MgO -C砖导电性能的影响。通过扫描电镜和光学显微镜分析等手段 ,对MgO -C砖的导电机理进行了探讨 ,并提出了导电模型。结果表明 :石墨的加入量是影响MgO -C砖导电性的关键因素 ;当石墨加入量为 2 0 %时 ,MgO-C砖的电阻率为 0 .39× 10 - 4Ω·m ,低于国内外有关资料报道的数据 ;选用粒度 <0 .147mm的石墨时 ,MgO -C砖的电阻率较低。     

加入不同量Al粉和Si粉的低碳Al2O3-C滑板的高温力学性能

以板状刚玉、α-Al2O3微粉、石墨、Al粉、Si粉为原料,固定板状刚玉、α-Al2O3微粉、石墨的加入质量分数分别为85%、5%、2%,加入8%(w)不同比例的Al粉和Si粉(Al、Si质量比分别为0∶8、5∶3、3∶5和8∶0),以酚醛树脂为结合剂,制备了低碳Al2O3-C滑板,并研究了该滑板材料于1 500℃保温3 h埋石墨热处理后的热态抗折强度、应力-应变关系和抗热震性,同时分析了其物相组成和显微结构。结果表明,此低碳Al2O3-C滑板材料具有较高的高温强度和优良的抗热震性:当Al、Si质量比从0∶8变为8∶0时,材料在1 400℃的高温抗折强度从10.4 MPa增至32.4 MPa;在6.5 MPa载荷下1 400℃时的最大变形量从215μm降至90μm;1 100℃风冷热震3次后的抗折强度保持率从80%降至65%。这是由于Al、Si在使用的高温下与C、CO和N2反应生成了非氧化物Al4C3、AlN和SiC,这些非氧化物填充在刚玉骨架结构中起增强、增韧作用,有利于提高低碳Al2O3-C滑板材料的高温力学性能。     

含TiO2高炉渣对Sialon结合SiC材料的侵蚀行为

实验考察了含TiO2 高炉渣对Sialon结合SiC耐火材料的侵蚀行为。结果发现 ,渣中TiO2含量仅为 1 .0 5%时 ,耐火材料中将形成Ti(C、N) ,并积聚于工作带 ,阻止熔渣的进一步侵入 ,从而延长了SiC材料的使用寿命     

浸入式水口渣线ZrO2-C材料的侵蚀机制

通过观察损毁样品的侵蚀和渗透情况,研究浇铸TRIP钢时保护渣对ZrO2-C渣线材料的侵蚀机制。ZrO2及其稳定剂CaO的侵蚀溶解是渣线材料侵蚀的决定因素。氧化是石墨损毁的主要方式,石墨在钢水里的溶解对其损毁不起重要作用。ZrO2溶解量和石墨氧化量的比值随着热面到钢水垂直距离的减少而减少。然而,与其他炼钢用碳结合耐火材料不同,在本研究的特殊情况下,石墨被保护渣浸润,它仍然充当耐火成分,但仅部分作为抗渣渗透剂。渣渗透后,ZrO2开始被侵蚀,降低了抗渣侵蚀性,然而渣中成分的气相传输可能导致CaO在未渗透区域脱溶。     

哑铃形β-SiC晶须在Al2O3-ZrO2-C复合耐火材料中的形成

以传统工艺为基础,将碳结合材料、铝粉、硅粉、鳞片状石墨、碳黑及酚醛树脂相混合,压制成试样,然后在1200℃—1600℃之间的焦床上烧结。用XRD、SEM、EDX和TEM,确定和观察到了相组成和显微结构。显微结构变化及与温度之间的关系影响了体积密度、显气孔率和机械强度。在1200℃-1300℃之间SiC 晶须相方晶石球的形成影响了初始机械性能。SiC晶须的增加与温度有关,然而,产生的SiC的形态在不同温度下明显不同。在1200℃～1400℃,许多β-SiC晶须为哑铃形。在基质中分布良好。在1500℃以上,SiC晶须卷缩变粗并聚集。哑铃形β—SiC晶须可以在功能元件中原位产生,诸如水口或滑板系统中,或作为细粉加入到碳结合材料中,以改进Al2O3-ZrO2-C系统中复合碳结合材料并提高热机械性能。     

MgO—C和Al2O3—C耐火材料中金属添加剂的性能

本文研究了含碳耐火材料的微观结构随温度和添加Al、Si、SiC而发生的变化。从制品中取14个试样,在500℃和1500℃之间的中性(氩气)气氛中,鉴定这些添加剂在MgO-C和Al_2O_3-C系统中的性能。铝添加剂对材料的影响是局部的。而添加Si更能影响整个材料的机理。由于添加剂的作用使各带产生渗透时,添加铝和能使机械强度得到改进。通过使用Si就地变化产生的SiC能改进制品的机械性能。其结果比直接加入SiC好。最后,根据这项研究工作,可以作出涉及工业环境耐火材料选择方面的几项建议。     

含碳浇注料的研制

含碳耐火材料因具有抗侵蚀性好,抗热震性高等一系列优点而得到广泛应用。但由于与水的润湿性差,将碳质原料应用于浇注料时会引起浇注料加水量的增大,从而恶化材料的性能,使碳在浇注料中的应用受到限制。为此,研究了以不同形式加入的碳对浇注料性能的影响。金属Al、Si在含碳耐火材料中作为抗氧化剂能起到防止碳氧化的作用。此外,由于熔点较低,金属的添加对于降低材料的烧结温度具有积极意义。因此,研究了金属Al的加入形式对浇注料性能的影响。1原料及试验方法以棕刚玉(w(Al2O3)=95.24%)、板状刚玉(w(Al2O3)=95.12%)、SiC粉、Al2O3微粉(w…     

由CaO和铝废渣组成的脱硫剂对Al2O3-SiC-石墨质耐火材料的蚀损机理

最近，采用一种操作方法探讨了巴西联合炼钢厂(CSN)生铁低硫成分的方法。全球市场的竞争性需要加快采用一种可行的方法，能够使生铁中硫含量低，同时使高炉能全负荷操作。考虑到因添加熔剂产生的高度腐蚀的环境，因此将额外的负担强加到铁水罐用耐火材料内衬上。在衬有Al2O3—SiC—石墨质耐火材料的鱼雷式铁水耀中，使用钙基脱硫剂。在本工作中，研究了由94％(质量)CaO和6％(质量)粉状铝废渣组成的脱硫剂引起的鱼雷式铁水罐内衬用Al2O3—SiC—石墨质耐火材料的蚀损机理。粉状铝废渣来源于铝钒土的还原，主要由金属铝和Al2O3组成。还研究了来自于巴西的大量铝渣的选择性应用问题。     

铝粉、硅粉加入比例对Al_2O_3-ZrO_2-C材料力学性能的影响

在A l2O3-ZrO2-C材料中加入总质量分数为5%的铝粉和硅粉,改变试样中铝粉和硅粉的质量比(分别为0:1、1:4、2:3和4:1),经配料、混练、成型、烘干后,在埋炭(煤焦炭)气氛中分别于800、1 000、1 300和1 400℃保温3 h煅烧,然后对烧后试样进行三点弯曲试验,并测定烧后试样的平均孔径,分析烧后试样的显微结构。结果表明:铝粉、硅粉的加入比例显著影响A l2O3-ZrO2-C材料的力学性能:经800和1 000℃煅烧后,试样的抗折强度、弹性模量和韧性均随铝粉加入量的增加而增大,而经1 300和1 400℃煅烧后,试样的抗折强度、弹性模量和韧性均随铝粉加入量的增加而减小;试样的平均孔径呈现出与力学性能相反的变化规律。上述这些变化规律是铝液的促烧结作用与高温下生成SiC、A lN晶须的强韧化作用和填隙作用以及生成A lN过多导致的结构疏松作用共同作用的结果。     

ZrO2基Al2O3-ZrO2-C质高温陶瓷材料抗渣性能研究

以板状刚玉、活性α—氧化铝、氧化锆(PSZ)、碳黑为主要原料,以金属硅和碳化硼作为添加剂,以热固性酚醛树脂作为结合剂,制备了ZrO2基Al2O3-ZrO2-C质材料。实验证明添加稳定氧化锆的Al2O3-ZrO2-C质高温陶瓷材料的抗渣性能优于添加单斜氧化锆、纳米氧化锆、金属铝的Al2O3-ZrO2-C质高温陶瓷材料。     

哑铃形B-SiC晶须在Al2O3-ZrO2-C复合耐火材料中的形成

以传统工艺为基础,将碳结合材料、铝粉、硅粉、鳞片状石墨、碳黑及酚醛树脂相混合，压制成试样，然后在1200℃～1600℃之间的焦床上烧结。用XRD、SEM、EDX和TEM，确定和观察到了相组成和显微结构。显微结构变化及与温度之间的关系影响了体积密度、显气孔率和机械强度。在1200℃～1300℃之间SiC晶须和方晶石球的形成影响了初始机械性能。SiC晶须的增加与温度有关，然而，产生的SiC的形态在不同扭度下明显不同。在1200℃，1400℃．许多β-SiC晶须为哑铃形，在基质中分布良好。在1500℃以上，SiC晶须卷缩蛮粗并聚集。哑铃形β-SiC晶须可以在功能元件中原位产生，诸如水口或滑板系统中，或作为细粉加入到碳结合材料中，以改进Al2O3-ZrO2-C系统中复合碳结合材料并提高热机械性能。     

添加大量Al4SiC4使含碳耐火材料致密化的研究

Al4SiC4在很宽的温度范围内性能稳定,熔点较高,且抗水化,因而被用作新型耐火原料。日本的研究人员为了有效利用Al4SiC4的致密化效果,在Al2O3-C质耐火材料中加入大量Al4SiC4,以使材料获得气孔较少的致密结构。     

原位反应生成Sialon结合Al2O3-C材料的抗渣侵蚀机理

以电熔白刚玉、单质硅粉和石墨为主要原料,在氮气气氛下1450℃保温4h原位生成Sialon结合Al2O3-C材料,采用静态坩埚法对烧后的Sialon结合Al2O3-C材料在1600℃下进行抗渣实验.采用XRD分析氮化后Al2O3-C材料的物相组成,用SEM和EDS分别对渣蚀后材料的显微结构和成分进行分析.结果表明:Al2O3-C材料高温氮化后能够生成较多β-Sialon相和少量的SiC相;热力学分析表明,Sialon和SiC本身氧化产生的SiO2和Al2O3,溶解到渣中,降低渣的侵蚀和渗透;SEM结果表明,渣的渗透主要是沿刚玉颗粒边缘进行的,随着渗透的深入,CaO含量不断下降.