镁铝尖晶石-堇青石抗结皮浇注料性能研究

对以镁铝尖晶石为主要原料,以氧化镁微粉-硅灰-氧化铝微粉-水作为结合剂研制的镁铝尖晶石-堇青石浇注料MA及其优化浇注料MA’的抗结皮性、抗水泥熟料和碱硫的侵蚀性、强度以及抗热震性等特性进行了研究,并与常规的高强耐碱浇注料(13NL)和高铝碳化硅抗结皮浇注料(50S)进行了对比。结果表明:1)浇注料MA、MA’都具有优异的抗结皮性;2)通过加入合成堇青石制得的浇注料MA’具有良好的抗热震性,并具有更为优异的综合性能。     

镁砂与电熔合成铁铝尖晶石-刚玉复合材料的反应

以电熔合成铁铝尖晶石-刚玉复合材料和电熔镁砂为原料制备了铁铝尖晶石-镁铝尖晶石复合材料。检测了各烧后试样的线变化率、体积密度和显气孔率,并用XRD、SEM等研究了镁砂与电熔铁铝尖晶石-刚玉复合材料之间的反应,结果未发现有单一的镁铝尖晶石相生成,在高温下,MgO与铁铝尖晶石-刚玉之间存在互扩散,形成镁铝尖晶石和铁铝尖晶石固溶体;随着镁砂细粉加入量的提高,镁铝尖晶石向铁铝尖晶石中的固溶量加大;当电熔铁铝尖晶石-刚玉复合材料以颗粒加入时,发现在某些铁铝尖晶石颗粒周围存在环形裂纹;随着镁砂加入量的提高,试样的显气孔率下降,体积密度增大。     

以微孔刚玉-尖晶石骨料替代刚玉骨料制备刚玉-尖晶石浇注料

为提高钢包工作衬用刚玉-尖晶石浇注料的保温性能，以微孔刚玉-尖晶石骨料部分或全部替代同粒级的烧结刚玉骨料，制备了刚玉-尖晶石浇注料，对比研究了不同骨料对浇注料的体积密度、气孔率、力学强度、热导率、抗渣性等的影响。结果表明：采用微孔刚玉-尖晶石骨料部分或全部替代同粒级的烧结刚玉骨料制备的刚玉-尖晶石浇注料，其体积密度和热导率均明显降低，抗渣性能与传统烧结刚玉骨料制备的浇注料相当。将其用于钢包工作衬，有助于钢包减重，提高钢包保温性能。     

精炼铝炉用刚玉-镁铝尖晶石复合材料的制备与性能

用白刚玉、镁铝尖晶石、电熔镁砂和α-Al2O3微粉,在1 650 ℃烧结3h制备了刚玉-镁铝尖晶石复合材料.按照GBT29971982致密定形耐火制品气孔率和体积密度试验方法和静态坩埚法,并结合X射线衍射、扫描电镜和能谱分析研究了不同组成刚玉-镁铝尖晶石复合材料的常温物理性能、显微结构以及将其应用于精炼铝熔融炉用耐火材料时对高纯度铝的影响.结果表明:在1 650 ℃保温3 h的条件下,试样烧结致密,基质中有镁铝尖晶石生成;所制备的试样中,当α-Al2O3微粉与电熔镁砂的质量比为2∶1时,试样具有较好的室温物理性能,并且对高品质铝液的污染很小.     

铝铬渣对用后镁铬砖制备镁铬浇注料性能的影响

为实现用后镁铬砖的综合利用,本文以用后镁铬砖回收料为主要原料制备镁铬质耐火浇注料,研究了铁合金厂铝铬渣对用后镁铬砖制备镁铬质耐火浇注料体积密度、显气孔率、常温耐压强度、热震稳定性及抗渣性的影响.结果表明:铝铬渣对用后镁铬砖制备镁铬浇注料具有一定的促烧结作用,随着铝铬渣加入量增加,烧后试样常温耐压强度增大.随着浇注料结构中原位尖晶石量增加,试样显气孔率增大,体积密度减小.当铝铬渣加入量为10％时,试样的热震稳定性最好,热震前后试样的常温耐压强度保持率为93.8％,试样具有较好抗渣侵蚀性能,侵蚀层结构稳定均匀.     

高温气体过滤器支撑体的抗热震性能改进研究

为了改善高温气体过滤器支撑体的强度及抗热震性能,根据复合材料韧化强化原理,本试验采用陶瓷材料复合技术,制备莫来石-刚玉-钛酸铝-堇青石复合陶瓷材料,探索其作为高温过滤器支撑体的可能性.以粒径小于74μm的高铝矾土熟料、钛酸铝、堇青石为原料,以聚乙烯醇的溶液(质量浓度2％)为结合剂,试样成型压力为50MPa,烧结温度为1360℃,保温3小时制备了莫来石-刚玉-钛酸铝-堇青石复合材料.对烧后试样进行体积密度、气孔率、常温抗折强度、抗热震性的测定及XRD、SEM的分析,研究了配料组成对复合材料烧结及抗热震性能的影响.研究结果表明:具有较好烧结性能与抗热震性能的莫来石-刚玉-钛酸铝-堇青石复合材料支撑体的最佳物料配比(％)为:高铝矾土熟料30％、钛酸铝10％、堇青石60％.     

烧结刚玉骨料致密度对刚玉-尖晶石浇注料性能的影响

为了研究烧结刚玉骨料致密度对刚玉-尖晶石浇注料性能的影响,首先以工业Al₂O₃粉为原料制备不同致密度的烧结刚玉;然后以不同致密度的烧结刚玉为骨料制备刚玉-尖晶石浇注料,并研究了刚玉-尖晶石浇注料的致密度、强度、抗热震性和抗渣性等性能。结果发现：1)随着工业氧化铝粉成球坯体致密度的增大,制成的烧结刚玉的致密度和晶粒尺寸逐渐增大。2)随着烧结刚玉骨料致密度的增大,刚玉-尖晶石浇注料的需水性减小;烧后浇注料的致密度和常温强度增大,抗热震性变差。抗渣侵蚀性除采用体积密度为3.45 g·cm^-3的烧结刚玉骨料的浇注料明显较差外,其他浇注料的差别不大。3)综合考虑,烧结刚玉骨料的体积密度以3.51～3.55 g·cm^-3为佳。因此,不能片面地认为烧结刚玉的体积密度越大越好;过高的体积密度会导致耐火材料抗热震性能变差,并增加耐火材料单重。     

铝镁尖晶石对镁质浇注料性能的影响

针对镁质浇注料在使用过程中抗渣渗透能力差,易剥落等问题,本实验加入铝镁尖晶石对镁质浇注料进行改性研究.实验分为两部分:先将镁砂细粉、镁质添加剂和铝镁尖晶石细粉等机压成型,进行高温热处理,研究其物相组成和显微结构;然后以电熔镁砂为骨料,电熔镁砂细粉、氧化铝微粉、铝镁尖晶石细粉和镁质添加剂为基质,按骨料:细粉=75∶25进行配制,研究铝镁尖晶石加入量对镁质浇注料性能的影响.结果表明:在镁质材料中引入尖晶石,能促进结构致密化;加入9％的铝镁尖晶石的浇注料试样显气孔率低,线变化率小,体积密度大,强度大,抗渣性能最好,由于镁铝尖晶石生成时体积膨胀,使得材料结构致密化;同时能有效吸收渣中CaO及FeOx等成分,减少渣的渗透作用,从而提高了浇注料的抗渣性能.     

含镁铝尖晶石的铝酸盐水泥的制备及其抗侵蚀性

以白云石和工业Al2O3为原料,采用烧结法制备了含镁铝尖晶石的铝酸盐新型水泥,利用X射线衍射检测了合成产物的物相组成,采用扫描电子显微镜观察了新型铝酸盐水泥中各物相的形貌和能谱分析了成分分布,测量了这种铝酸盐水泥的凝结时间、耐火度以及其所结合的高铝矾土制成的耐火浇注料的早期强度.选择静态坩埚法进行抗渣性实验,对比了新型铝酸盐水泥和纯铝酸钙水泥结合刚玉浇注料的抗渣性差异.结果表明:这种水泥的物相组成为镁铝尖晶石、一铝酸钙和二铝酸钙;物相分布较为均匀.与纯铝酸钙水泥比较,凝结时间正常,新型铝酸盐水泥结合刚玉浇注料与纯铝酸钙水泥结合刚玉浇注料的抗弯强度相当,耐火度较高和抗侵蚀性较好,其原因在于水泥中存在镁铝尖晶石相,而镁铝尖晶石有较高的熔点和抗熔渣侵蚀能力.     

溶胶-凝胶法合成堇青石材料性能的研究

以正硅酸乙酯,六水硝酸镁,九水硝酸铝为原料,无水乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备均质堇青石粉体,将粉体压制后在1250℃保温2h烧成后得到堇青石陶瓷烧结体,通过DSC-TGA、 XRD和SEM对试样进行表征.结果表明:前驱体经不同温度煅烧后得到堇青石粉体的晶相经历了从无定形态向α-堇青石转变的过程,μ-堇青石在950℃时结晶形成,1200℃时,μ-堇青石转化为α-堇青石,同时有镁铝尖晶石相出现,1250℃时,α-堇青石相增多,μ-堇青石相和镁铝尖晶石相消失,堇青石的结晶程度较好,其烧结体的致密度达到最高,为2.456 g/cm3,晶粒细小,微观结构比较均匀致密.     

镁铝尖晶石基耐火材料的最新研究进展

综述了镁铝尖晶石基耐火材料的最新研究进展 ,介绍了合成镁铝尖晶石原料的几种新方法 ,重点介绍了镁铝尖晶石原料合成的最新研究进展 ,如添加剂、气氛、原料活性等对镁铝尖晶石原料烧结性的影响 ,同时也简介了镁铝尖晶石基耐火材料的高温使用性能 ,如抗渣性、热震稳定性等。     

堇青石对镁铝尖晶石质耐火材料抗热震性能的影响

镁铝尖晶石堇青石复合耐火材料是以各种级配的镁铝尖晶石和1 ～Omm的堇青石为骨料,0.088 mm镁铝尖晶石和二氧化硅微粉为基质,加入硅溶胶结合剂制成的烧结耐火材料.所获得的材料经过1200℃烧结具有优良抗热震性以及满足要求的其他性能,随着堇青石掺量的增加,材料的抗折强度降低,抗热震性增强.     

富镁尖晶石细粉对镁铝浇注料性能的影响

含尖晶石的耐火材料广泛应用于冶金行业.本文研究了富镁尖晶石细粉加入量对镁铝浇注料显气孔率、抗折强度和抗渣性能的影响.通过对不同温度处理后试样的性能检测和试样抗渣性能的研究发现,镁铝浇注料中富镁尖晶石细粉的加入量有一个较佳的范围,在这个范围内,浇注料的相关性能较好.     

TiO2在低水泥Al2O3-MgO尖晶石浇注料致密化中的作用

用不同粒度的电熔刚玉（70％）和高温烧结镁砂（30％）合成Al2O3-MgO尖晶石浇注料。铝酸钙水泥（75％Al2O3）用作浇注料结合剂。通过测量体积密度、体积收缩率、显气孔率、比重等参数及扫描电镜和衍射分析,评价了存有TiO2时,此类浇注料的致密化特征。可以观察到,TiO2对这些试样的致密化行为有积极作用。     

尖晶石对凝胶结合氧化铝空心球浇注料性能的影响

以5～3mm、3～2mm、2～1mm、1～0.2mm粒度氧化铝空心球为原料,引入二氧化硅微粉制成凝胶结合氧化铝空心球浇注料,研究了预合成镁铝尖晶石对凝胶结合氧化铝空心球浇注料性能的影响。用各种耐火制品检测设备和仪器对引入不同量尖晶石的试样性能进行了检测。结合氧化镁-氧化铝-二氧化硅相图进行理论分析,结果发现:尖晶石的引入促进了浇注料中刚玉相的烧结,提高了凝胶结合氧化铝空心球浇注料的常温耐压强度和显气孔率,降低了浇注料的体积密度。尖晶石对凝胶结合氧化铝空心球浇注料基质具有强化作用,有利于提高浇注料的热震稳定性     

反应烧结法合成镁铝尖晶石耐火材料

以合成镁铝尖晶石(分为<350μm、<177μm和<74μm三种粒级)、镁砂(粒度<88μm)和刚玉粉(粒度<44μm)为原料,配制成尖晶石粒度不同,n尖晶石:n镁砂:n刚玉粉分别为80:10:10、60:20:20、40:30:30、30:35:35、20:40:40和10:45:45的试料,分别以100MPa、150MPa和200MPa的压力压制成50mm×20mm的柱状试样,在120℃干燥24h后于1600℃2h烧成,通过反应烧结法合成镁铝尖晶石耐火材料。测量烧后试样的线变化率、显气孔率和体积密度,并利用XRD和SEM分析烧后试样的相组成和显微结构。试验结果表明:随着镁砂和刚玉粉含量的增加以及尖晶石原料粒度的增大,烧后试样的线收缩率和体积密度减小,显气孔率增大;随着成型压力的增大,试样的线收缩率和显气孔率减小,体积密度增大;采用粒度<177μm的尖晶石原料,按n尖晶石:n镁砂:n刚玉粉=20:40:40的比例配料,在200MPa压力下成型,经1600℃2h烧成,可获得显气孔率为16.3%,烧成线收缩率为0.42%的镁铝尖晶石耐火材料。     

高铁水兑入比电炉炉盖用镁铝尖晶石浇注料的研制

以粒度≤8 mm特级高铝矾土颗粒和烧结镁砂为骨料,SiO2微粉、α-Al2O3微粉、铝酸钙水泥作结合剂,分别制得镁铝尖晶石质浇注料和铝酸钙水泥结合高铝质浇注料。对试样分别进行烘干、1 350℃3 h和1 500℃3 h热处理并检测其体积密度、抗折强度、耐压强度、加热永久线变化、抗热震性和抗渣性。结果表明:与铝酸钙水泥结合高铝质浇注料相比,镁铝尖晶石质浇注料具有较高的烘干耐压强度,优良的抗渣性,但抗热震性较差。因此,在高铁水兑入比的电炉中,镁铝尖晶石质电炉盖表现出了更长的使用寿命。     

含镁铝尖晶石的铝酸盐水泥的制备与应用

按天然白云石(≤0.1mm)与工业氧化铝粉(≤0.088mm)的质量比为45∶55配料,经混合、成型和烘干后,于1600℃3h煅烧,细磨烧结体得到含镁铝尖晶石的新型铝酸盐水泥。测量了新型铝酸盐水泥的凝结时间、耐火度以及用其所结合高铝矾土制成的耐火浇注料的早期强度;利用XRD、SEM和EDS分析了新型铝酸盐水泥的物相组成及其形貌和分布,同时采用静态坩埚法对比了新型铝酸盐水泥和纯铝酸钙水泥结合刚玉浇注料的抗渣性差异。结果表明:新型水泥的物相组成为镁铝尖晶石(MA)、一铝酸钙(CA)和二铝酸钙(CA2),且这3个物相的分布较为均匀;新型水泥的凝结时间正常,耐火度高于纯铝酸钙水泥;用新型水泥制得的刚玉浇注料抗渣性好;其原因是新型水泥组成中引入了镁铝尖晶石相,而镁铝尖晶石具有较高的熔点和抗熔渣侵蚀能力。     

结合剂对氧化铝-碳化硅-碳质铁沟浇注料力学性能和显微结构的影响

分别以水泥、氧化镁-硅灰和硅溶胶三种结合剂制备了氧化铝-碳化硅-碳铁沟浇注料,借助相关测试标准和SEM、EDS、XRD等测试手段对比研究了三种浇注料的力学性能、显微结构和物相组成.研究结果表明:以水泥和硅溶胶结合的浇注料常温强度较大,以氧化镁-硅灰为结合剂的浇注料常温强度最小;硅溶胶为结合剂浇注料高温抗折强度最大,氧化镁-硅灰为结合剂最小.原因在于:尽管以水泥和硅溶胶为结合剂的浇注料在高温烧成时都生成莫来石,但以水泥结合试样中只是在基质中部分生成莫来石晶体,而以硅溶胶为结合剂试样由于硅溶胶分散性好,脱水后微粒活性更高,在试样中均匀生成了大量交错分布的莫来石晶体,且长径比更大,因此显著提高了高温抗折强度;以氧化镁-硅灰为结合剂的浇注料高温生成镁铝尖晶石、镁橄榄石和堇青石,由于镁铝尖晶石促进了碳化硅的氧化,使得结构疏松,强度降低.     

添加铝铬渣对刚玉-尖晶石浇注料性能的影响

为拓展铝铬渣的资源化利用途径及降低产品的成本,以铝铬渣取代常规刚玉-尖晶石浇注料中的烧结刚玉,研究了铝铬渣添加量(加入质量分数分别为0、10%、20%、30%、40%和50%)对刚玉-尖晶石浇注料性能的影响,并用其制成整体型透气砖在210 t精炼钢包上进行了工业应用试验。结果表明:1)随着铝铬渣添加量的增加,1 550℃烧后试样的显气孔率和体积密度及耐压强度变化不大,常温抗折强度有所降低,加热永久线变化率逐渐变大,加入30%(w)铝铬渣可以提高试样的高温抗折强度,因此,加入30%(w)铝铬渣试样的综合性能最佳;2)含30%(w)铝铬渣的透气座砖能够完全取代常规产品,透气芯也能够满足现场冶炼需要,但损耗速率略高于常规产品。