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。     

等离子加热对中间包覆盖剂性能的影响

中间包等离子加热可以弥补浇注过程中的钢液温降,改善连铸坯的质量,但加热区温度高对覆盖剂会产生一系列影响。通过X射线衍射(XRD)、光镜及扫描电镜等手段对工业现场中间包使用等离子加热前后的覆盖剂样品进行了对比分析,并采用FactSage热力学软件绘制加热前后覆盖剂的液相线投影图。结果表明,等离子加热前后的中间包覆盖剂形貌发生了明显变化,具体表现为加热前样品疏松多孔,加热后样品结晶率低,呈致密的玻璃状,表面较为均质;通过XRD对等离子加热前后的覆盖剂进行物相鉴别,加热后的覆盖剂由晶态变为非晶态,呈现一定的规律性;在光镜下观察样品可发现等离子加热后的覆盖剂样品较加热前更均匀,扫描电镜下进行观察与物相分析发现,等离子加热前覆盖剂样品主要为单一的均质化组成,加热后的样品有灰黑色不溶于基底的氧化物;加热前后覆盖剂的低熔点区域面积变化不大。     

铝微粉对刚玉-莫来石基质性能的影响

对刚玉-莫来石基质在1550～1700℃烧成4 h,研究其α-Al2O3添加量对刚玉-莫来石基质性能的影响规律.研究结果表明,刚玉-莫来石基质是通过液态SiO2和原料中SiO2与α-Al2O3反应生产的莫来石相进行致密,1650℃是基质的烧成温度转折点,超过此温度,莫来石相发生分解形成无定性SiO2,将影响基质的结构及性能.基质的体积密度和强度随烧成温度和α-Al2O3添加量的增加而增大,并高于刚玉-莫来石窑具材料.随着α-Al2O3添加量的增加,基质的主要断裂方式由穿晶断裂向沿晶断裂方式转变.基质的抗热震性能随烧成温度和α-Al2O3添加量的增加而降低,烧成温度和α-Al2O3添加量是基质抗热震性能主要影响因素.     

陶瓷结合剂中硼玻璃含量对刚玉磨具热膨胀性能的影响

本文指出含硼结合剂最好采用较低的硼玻璃含量,以防产生大砂轮暗裂纹废品,并对硼玻璃能提高结合剂的热膨胀系数做了分析。     

中间包湍流抑制器挡片对夹杂物去除的影响

中间包内安装湍流抑制器,并在其底部设置旋度一致的挡片,能够使经长水口注入的钢液在中间包冲击区内形成一个旋转的速度场。中间包内夹杂物在旋转流场中受到向心力的作用向中心汇集,长大上浮而去除。为了研究中间包内湍流抑制器设置挡片对夹杂物去除的具体影响,建立水模型实验。在水模型实验中,设挡片大小及旋度两个参数,每个参数有3个变量。实验结果表明,实验组3(b)挡片宽高为28 mm×40 mm,旋度为30°时去除夹杂物的效果最好。     

无机盐结合中间包氧化镁质干式料的研制

以电熔镁砂为主原料,分别以Mg(NO_3)_2·6H_2O、MgSO_4·7H_2O、Na_2SiO_3·5H_2O、Na_2SiO_3·9H_2O和MgCl_2·6H_2O为结合剂,制得40 mm×40 mm×40 mm试样;测量了试样低温耐压强度,并对其环保性进行了评价;研究了结合剂Na_2SiO_3·9H_2O添加量对试样耐压强度、显气孔率和体积密度等物理性能的影响.结果表明:在加入等量结合剂时,采用Na_2SiO_3·9H_2O结合的氧化镁质干式料低温耐压强度高于分别以其余4种无机盐结合的试样,且在热处理过程中,对环境最友好;Na_2SiO_3·9H_2O的添加量以5%较为适宜.     

轻量化刚玉-莫来石耐火材料抗渣性能研究

通过引入多孔骨料制得了5组轻量化刚玉-莫来石耐火材料,并采用感应炉动态抗渣法对其进行了侵蚀实验。借助SEM、EDS、压汞仪和Fact Sage?热化学软件研究了多孔骨料的显微结构对轻量化刚玉-莫来石耐火材料抗渣性能的影响。研究发现,骨料显气孔率和平均孔径不同,吸收熔渣中Si O2等能力不同,导致反应层中骨料的物相组成和基质中渗入渣黏度不同,从而影响抗渣性能。当骨料显气孔率为31.6%~41.6%时,轻量化耐火材料的抗渣性能只略逊于致密材料。     

刚玉-氮化硅质高炉喷补料抗碱侵蚀性能

研究了刚玉-氮化硅质高炉喷补料的抗碱金属侵蚀性,利用SEM对侵蚀试样的外观及微观分析,得出了侵蚀机理.结果表明在喷补料中加入Si3N4能大大提高其抗碱侵蚀渣能力,氮化硅的加入量应大于10%.,Si3N4在基质中呈网状结构,这是提高喷补料抗碱侵蚀能力的主要原因.     

气幕挡墙及挡坝结构对中间包流场的影响

针对某钢厂中间包使用原挡坝时死区较大,流经挡坝钢液向上运动趋势不明显,流场不利于夹杂物上浮去除等问题,采用中间包水模型试验,对挡坝结构进行了优化,设置了气幕档墙.结果表明,提高挡坝高度,开向上角度通钢孔,并设置气幕挡墙,可有效消除浇注区及挡坝后死区,死区体积比降低46％;钢液向液面运动趋势增大,滞止时间提高23％,峰值时间提高16％.工业试验表明,中间包采用优化后的控流装置,夹杂物总量从14.4 mg/10 kg降为6.64 mg/10 kg,中间包钢液内大型夹杂物得到有效去除.     

添加剂对中间包镁质干式料性能的影响

以电熔镁砂为主要原料,研究了添加剂二氧化硅微粉和烧结剂加入量对镁质干式料性能的影响.结果表明,当二氧化硅微粉的加入量为2%～4%、烧结剂六偏磷酸钠加入量为1%～2%时,研制的干式料性能优良、施工方便,现场使用可满足中间包的要求.     

金属铝粉对刚玉尖晶石浇注料抗爆裂性能的影响

以板状刚玉、铝镁尖晶石为主要原料,纯铝酸钙水泥为结合剂,外加不同含量的粒度≤0.15 mm的金属铝粉,制备刚玉尖晶石低水泥浇注料。测定各组试样的抗爆裂温度,并借助于SEM进行了显微结构分析,用压汞法进行孔径分布分析,用压差法进行透气度分析。研究了金属铝粉对刚玉尖晶石浇注料抗爆裂性能的影响,探讨了金属铝粉在浇注料中的造孔机理和防爆作用。结果表明,随着铝粉加入量的增加,刚玉尖晶石浇注料的抗爆裂温度呈现先升高后降低的趋势,这与其透气度的变化趋势一致,说明透气度直接影响了试样的爆裂温度。随着铝粉加入量的增加,浇注料在硬化过程中的放热峰发生稳步前移,但当加入量高于0.075%时,放热峰大幅前移,这样反而不利于排气通道的形成。显微结构分析发现,添加金属铝粉后浇注料的气孔的数目均显著增多,且随着铝粉加入量的增加,气孔孔径也有增大的趋势。     

刚玉-尖晶石坩埚在中频感应炉上的应用

开发了刚玉-尖晶石质预制坩埚.试用效果表明,在150 kg中频炉中熔炼304不锈钢时,刚玉-尖晶石质预制坩埚平均使用炉次达150炉左右,不仅替代了目前感应炉炉衬人工捣打的复杂工序,更对钢液的纯净度有显著提升.同时,对坩埚的使用方法和常见问题的预防与解决办法做了较为详细的阐述.     

矿化剂对水热刚玉材料性能的作用研究

水热合成刚玉反应时，合适矿化剂的引入能改变反应介质的酸碱度，并可加快反应速度，本课题选择碱性矿化剂，碱金属弱酸盐和碱金属卤化物三类矿化剂进行了定量对比性实验，结果表明：合成气氛影响产品粒度和晶形，碱性气氛可使产品粒径增大，PH值越大越利于产品粒径变大，强碱气氛下的粒径比弱碱气氛下的粒径要大；碱金属弱酸盐对度增大的作用和强碱矿化剂相当，对产品晶形也有改善作用；碱金属卤化物对产品晶形的改善作用更强更明显。     

粘土-长石-硅石-滑石结合剂配比对其性能的影响

结合剂的性能是选择结合剂的主要依据,研究结合剂中各种原料对其性能的影响就很重要。但是,过去的研究多是定性的或二元系统的定量分析,而现在实际生产上用的结合剂已从粘土-长石二元系统发展到三元以上的系统,有些砂轮厂碳化硅砂轮的结合剂采用了粘土-长石-硅石-滑石四元系统,为此,有必要对多元系统作一定的研究。本文着重对碳化硅砂轮结合剂的耐火度、抗黑心能力、抗拉强度等性能进行了探讨。     

影响陶瓷结合剂白刚玉磨具色泽的因素探讨

陶瓷结合剂白刚玉磨具会出现白里显红、红黄、青灰色调,严重影响产品的外观质量。本文主要是从制造白刚玉磨具的原材料、烧成气氛等方面着手,来探讨影响白刚玉磨具色泽变化的因素,并提出防止白刚玉磨具色泽变化所采取的措施。我们通过理论分析和大量实验,得出主要结论是:①白刚玉磨具色泽的变化主要是由结合剂中杂质含量的多少和烧成气氛来决定的。若在氧化性气氛下烧成,当结合剂中(TiO2+Fe2O3)含量<0.55%时,白刚玉磨具不会显红、红黄色调。随着结合剂中Fe2O3和TiO2含量的增加,白刚玉磨具白中显红、红黄色调逐渐加重,因此,若结合剂中(TiO2 +Fe2O3)含量>0.55%时,白刚玉磨具烧成时不宜采用氧化性气氛,最好采用中性气氛或弱氧化性气氛烧成。②在陶瓷结合剂白刚玉磨具结合剂中加入滑石粉、石英粉、氧化镁粉,能消除白刚玉磨具呈红色,但对磨具强度有影响。     

结合剂粒度对低温陶瓷结合剂SG砂轮性能的影响

研究了结合剂粒度对低温陶瓷结合剂SG砂轮性能的影响。实验结果表明,在传统生产工艺和生产成本基本不变的情况下,采取以下措施,砂轮性能可得到不同程度的提高:(1)结合剂过120目筛与400目筛相比,抗折强度由19.85MPa提高到21.62MPa,提高了8.92%;抗拉强度由38.7MPa提高到54.8MPa,提高了41.6%;硬度平均提高近一级;(2)黏土、长石等结合剂原材料球磨并过120目筛后,炼制的结合剂过180目筛、320目筛、400目筛后所得的结合剂相比,结合剂自身性能有很大的变化,主要表现在:①结合剂的耐火度由768℃降低到680℃,②烧结范围由70℃降低到40℃,③结合剂的流动性由145%增加到210%;(3)在一定烧成制度下,结合剂粒度控制在180~320目范围内,有利于低温陶瓷结合剂砂轮磨削性能的提高。     

不同造孔剂对陶瓷结合剂性能的影响

本文研究了加入石墨和CaCO3两种造孔材料对陶瓷结合剂性能的影响，通过改变加入量和烧结工艺，制备不同的试样，通过测定其抗折强度，气孔率和SEM照片观察，结果发现：石墨加入量和烧结温度影响陶瓷结合剂强度；当石墨加入量较少，烧结温度较低时，其强度较好；CaCO3的加入量对磨具的抗折强度影响不明显，但影响成孔的尺寸，在允许的范围内加入量越多，得到的气孔尺寸越大，气孔分布均匀，孔壁光滑；CaCO3的造孔效果比石墨好。     

单流板坯中间包挡坝结构优化的数值模拟

以某钢厂单流板坯中间包为基础,采用数值模拟的方法对中间包挡坝结构优化前后钢液流场及夹杂物去除效果进行了研究。结果表明,挡坝优化后部分钢液通过斜上导流孔流出,减弱了钢水沿挡坝向上流动对液面产生的冲击,也避免了其沿包底直接流出形成的短路流。30°导流孔条件下中间包钢液平均停留时间最长,死区最小,流动状态最合理。当导流孔角度进一步增加,钢液流出导流孔后快速汇入挡坝后方的大环流导致停留时间减少。30°导流孔结构的夹杂物去除率相比于原结构提高约11%。当导流孔角度进一步增大,夹杂物去除率下降,但都略优于原始挡坝结构。新导流孔结构工业应用后,各类夹杂物评级结果均显著提高。     

烧结温度对镁铝尖晶石质陶瓷球形铸造砂性能的影响

陶瓷球形铸造砂具有耐高温、高强度、低破碎率、良好的流动性等优点,可适用于各种恶劣浇铸环境。本文以阳泉特级铝矾土及轻质氧化镁为原材料,通过固相烧结法制备了陶瓷球形砂。结果表明,随着烧结温度的升高,材料中镁铝尖晶石相逐渐发育长大,并被液相所润湿包覆,材料气孔率下降,抗弯强度与体积密度升高;升温至1 500℃及以后,材料的体积密度、气孔率及抗弯强度趋于稳定。