烧结温度对合成镁橄榄石性能的影响

以电熔镁砂、二氧化硅微粉为原料,采用固相反应法合成镁橄榄石,研究了不同烧结温度及不同配比对合成镁橄榄石材料性能的影响.研究结果表明:以镁橄榄石的理论配比配料合成镁橄榄石,在温度较低时在镁砂表面形成一层镁橄榄石,随着温度的升高,镁橄榄石层变厚,方镁石颗粒被镁橄榄石层包围;烧结温度从1350℃升到1600℃,试样的显气孔率降低,组织结构变得致密,接近镁橄榄石理论配比的试样综合性能较优.     

氮化硅铁加入量对镁质浇注料力学性能的影响

以镁砂为主要原料,以硅微粉作为结合剂,研究了不同氮化硅铁加入量对镁质浇注料常温物理性能和高温力学性能的影响,借助X射线衍射仪、扫描电镜等对浇注料的物相和显微结构等进行了分析.结果表明:随着氮化硅铁加入量的增加,浇注料烘干强度下降,中温强度先变大后变小,在氮化硅铁加入量为3%时达到极值点,高温强度先增大后下降;热态抗折强度在氮化硅铁加入量为3%时达到最大.氮化硅铁在加热过程能部分氧化成二氧化硅,进而形成纤维状的镁橄榄石,增大强度;铁相物质能和方镁石固溶,促进烧结.     

Effect of Water Addition on Rheological Behaviour of Bauxite Based Low-cement Castables

Water addition has direct impact on castables and needs to be under control placement and properties, In this work, two rheological properties, flow resistance and torque viscosity, have been measured against time, with different water addition in the same bauxile-based LC Castable mix. The flow resistance indicates the mobility, whereas the torque viscosity dictates the stability of a castable during installation. It has been observed that with 6.0 wt% water addition, such a mix possesses good vibration castable characteristics; with 6. 5 wt% , it shows good self-flow castable characteristics; and with 7.0wt%, it can be a good pumpable castable, in every case with comparable mechanical properties. While with 7.5wt% water addition, the properties of such castable ared efinitively impaired.     

镁橄榄石制备六方柱状堇青石及其晶相和性能研究

我国天然镁橄榄石矿物资源丰富,但其成分复杂,导致高效利用率和产品附加值低。为拓展镁橄榄石高效利用技术,以镁橄榄石、工业氧化铝和石英砂为原料,在空气气氛下经800~1 380 ℃保温2~8 h制备得到堇青石材料,并研究了原料组成和烧成制度对合成六方柱状堇青石的影响。结果表明,合成堇青石的最佳烧成制度为1 380 ℃保温8 h,此时堇青石合成纯度最高,晶型发育良好且晶粒为六方柱状。当烧成温度为1 380 ℃,保温时间由2 h延长至8 h后,材料中石英砂对应衍射峰消失,堇青石析出量增多,材料的结晶度得到提高,堇青石晶体点缺陷类型可能由V^"_Mg转变为O^"_i添加过量石英砂的试样经1 380 ℃保温8 h烧成后,堇青石晶粒被更多熔融相覆盖包裹,晶粒间间隔减小,堇青石材料更加致密,但堇青石材料的合成纯度并未得到提高。     

锆莫来石加入量对刚玉质耐火浇注料抗热震性的影响

以电熔刚玉、锆莫来石、α-Al2O3微粉为主要原料,以铝酸钙水泥为结合剂,制备了刚玉质耐火浇注料.研究了锆莫来石加入量(质量分数分别为0、3％、6％、9％)对刚玉质耐火浇注料物理性能、物相组成和显微结构的影响.结果表明:随着锆莫来石加入量的增加,110℃×24 h烘干后试样体积密度呈先增大后减小,显气孔率呈先减小后增大趋势,常温抗折强度变化不大;1600℃×3h处理后耐火浇注料试样体积密度和常温抗折强度呈先增大后减小的趋势,1500℃×0.5 h高温抗折强度呈明显下降趋势.锆莫来石的引入对刚玉质耐火浇注料的抗热震性有所提高.综合各项性能,认为锆莫来石的最佳加入质量分数为3％.     

氧化硼对菱镁矿尾矿合成镁橄榄石晶体结构与性能的影响

在工业废弃物菱镁矿尾矿中加入石英砂和少量B2O3,通过固相反应烧结合成镁橄榄石材料,探讨B2O3对合成镁橄榄石材料晶体结构与性能的影响.利用XRD、SEM对合成镁橄榄石的相组成、晶胞参数、显微结构等进行研究.结果表明:由于B2O3的引入,促进了镁橄榄石晶体结构中缺陷的生成,导致镁橄榄石晶胞参数和晶胞体积减小,加快了反应离子间交换扩散速度,形成顽火辉石和透辉石等高温液相,促进了烧结,提高了材料的体积密度,降低了显气孔率.     

红柱石及其引入方式对铝硅质浇注料性能的影响

为充分发挥红柱石在铝硅质浇注料中的优异性能,分别以特级矾土、棕刚玉为主要原料配以红柱石制备铝硅质浇注料.检测试样在不同温度下的抗折强度及体积密度、显气孔率及线膨胀率,并对烧后试样的物相组成及显微结构进行表征,以研究红柱石及其引入方式对不同配置的铝硅质浇注料性能的影响.研究结果表明:红柱石以细粉形式引入的铝硅质浇注料,在高温下莫来石反应及二次莫来石化较为充分,试样体积密度、高温抗折强度相对较高,线膨胀率相对较低;相比棕刚玉配置的浇注料,红柱石对矾土配置浇注料性能的改善更为明显,红柱石分解及二次莫来石化相对较为容易,产生的莫来石将矾土熟料紧密连接,有效改善试样的物理性能.     

增孔剂对镁橄榄石质隔热耐火材料结构和性能的影响

采用天然镁橄榄石和镁砂为原料,以粘土为结合剂,在以泡沫法制备镁橄榄石质微孔高强耐火材料工艺的基础上,通过添加增孔剂碳黑和碳酸镁微粉,分析其对试样结构和性能的影响.实验结果表明:加入碳黑的试样,试样中可以形成大量的微气孔且分布均匀.     

二氧化硅微粉对氧化铝-尖晶石浇注料性能的影响

对富含Al2O320%的MgO-Al2O3尖晶石和CaO1.7%及二氧化硅微粉添加达1.3%的浇注料的物理性能进行了研究。结果表明:加入0.1%的二氧化硅微粉有助于增加浇注料的高温抗折强度,而当加入量>0.1%时则非常有害。观察到二氧化硅微粉加入量为0.3%的浇注料在1500℃烧成3h后,由于CA6的形成,出现了最大的气孔率。当二氧化硅微粉的加入量>0.3%时,其气孔率降低的原因则是因为液相烧结。     

新型结合剂SioxX-Zero对喷煤管用无水泥浇注料显微结构和性能的影响

喷煤管是水泥回转窑的关键承力部位,长期承受高温熟料粉尘和气流的剧烈冲刷,需具备优异的高温力学性能。本工作分别以新型SioxX-Zero和传统铝酸钙水泥为结合剂,采用板状刚玉、α-Al₂O₃微粉和碳化硅等为主要原料,分别在1 100 ℃和1 400 ℃热处理3 h,制备了喷煤管用无水泥和低水泥结合Al₂O₃-SiC质浇注料,并研究了新型SioxX-Zero结合剂对浇注料显微结构、常规物理性能和高温力学性能的影响。结果表明:与传统铝酸钙水泥相比,SioxX-Zero能有效提高浇注料流动值和延缓流动值衰减,改善其施工性能。同时,含SioxX-Zero的Al₂O₃-SiC质浇注料中原位生成了数量较多、尺寸较大的针状莫来石,大幅改善了材料的常温抗折/耐压强度、高温抗折强度和高温耐磨性能。     

钒铁炉渣对矾土基自流浇注料性能的影响

以矾土、钒铁炉渣、硅灰为主要原料,铝酸盐水泥为结合剂,制备了矾土基自流浇注料.测试了试样的常温抗折强度、耐压强度、烧后线变化率,利用X射线衍射(XRD)分析了烧后试样的物相组成,采用扫描电子显微镜(SEM)观察和分析了烧后试样的显微结构.结果表明:随着矾铁炉渣加入量的增加,1 10℃烘后试样强度逐渐降低,1350℃烧后试样强度先增大后减小,试样的体积密度略有降低,形成的镁铝尖晶石相逐渐增多,试样烧后线变化率由收缩转为膨胀;引入适量的矾铁炉渣,有益于矾土基浇注料烧结强度的提高,同时能够有效保持材料的体积稳定性,其最佳加入量为40％.     

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.     

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.     

矾土基高铝－尖晶石质钢包浇注料的特性研究

对基质组成不同的矾土基高铝－尖晶石质钢包浇注料的流动性、升温过程中的脱水行为、物理性能、抗热震性、抗渣性、显微结构等特性进行了研究。结果表明，采用ＳｉＯ２超细粉形成ＭｇＯ－ＳｉＯ－Ｈ２Ｏ系的凝聚结合，不但可改善浇注料的流动性，获得高密度和强度，而且生成合结晶水很少的凝胶，改善了浇注料的烘烤性。基质组成的不同对浇注料的加水量、流动性和抗烘烤爆裂性的影响不大，但导致烧后物理性能、热震和抗渣性能有差异。     

优质镁橄榄石砖的研制

以国产天然镁橄榄石为主要原料，研制的镁橄榄石压，具有优良的高温性能和抗芒硝，碱侵蚀性能。已用大量用于大型平板及浮法玻璃熔窑蓄热室中部和冶金工业窑炉。因其价廉，无铬，是中部格子体的优良选材，具有良好的开发应用前景。     

结合体系对氮化后碳化硅基浇注料冷/热态强度的影响

本工作研究了二氧化硅微粉+铝酸钙水泥(MS+ CAC),二氧化硅微粉+水合氧化铝(MS+ HA),二氧化硅溶胶三种不同结合体系对添加9％硅粉的碳化硅基浇注料1420℃氮化后的冷态耐压强度,冷态和800～1400℃热态抗折强度的影响,应用SEM,XRD和EDAX,分析了不同试样中的物相及显微结构.结果表明,无水泥的结合体系结合的试样氮化后由于基质不含玻璃相,因而高温下更稳定,原位形成的氮化物呈网络状,使1200℃以上强度保持率高;含水泥的结合体系结合的试样基质中有CAS2相,形成的氮化物为粒状或柱状,使热态强度降低显著.     

不同种类再生刚玉对刚玉浇注料性能的影响

分别以板状刚玉、钢包再生刚玉、精炼炉再生刚玉为骨料,以板刚玉(≤0.074 mm)α-Al2O3微粉(D50=1.8 μm)、纯铝酸钙水泥及外加剂等原料为基质制作刚玉浇注料,研究了不同种类再生刚玉对刚玉浇注料性能指标的影响.结果表明:钢包再生刚玉及精炼炉再生刚玉的加入,导致刚玉浇注料的气孔率增大,体积密度、常温强度减小,抗渣性下降等.     

不同碳材料对铝碳浇注料性能的影响

含碳浇注料因碳材料的水润湿性差及高温氧化引起的材料性能差等问题一直备受关注。分别以热氧化石墨、ZrC包覆改性石墨和水热碳化生物质碳材料为碳源制备铝碳浇注料,研究不同碳材料对铝碳浇注料显气孔率、物理性能、物相组成,以及抗氧化性和抗渣侵蚀性能的影响。结果表明:引入热氧化石墨的浇注料具有最高的加水量,残留孔隙破坏了材料内部结构,浇注料机械性能较差;添加ZrC表面改性石墨可以降低浇注料的加水量,抗氧化性能较好,但对力学性能的提升无显著影响;以生物质碳材料为碳源可以显著提高浇注料的物理性能,相比于添加石墨的试样,生物质碳材料并未显著提升试样的抗渣侵蚀性能。     

Effect of Pelletized Graphite Addition on Properties of Al_2O_3-SiC-C Castables

Al_2O_3-SiC-C castables with pelletized graphite addition of 0,2%,4% or 6%( by mass,the same hereinafter) were prepared using brown fused corundum( 8- 5,5- 3 and 3- 1 mm),dense fused corundum( ≤1 and 0. 045 mm) and Si C( ≤1 and ≤0. 064mm) as main starting materials with mass ratio of aggregate∶ matrix = 71∶ 29,2% silicon powder and 0. 4%B4C as antioxidants,and pelletized graphite as carbon source. Effect of pelletized graphite addition on physical properties,oxidation resistance,slag resistance and thermal shock resistance of Al_2O_3-SiC-C castables was researched. The results show that: with the increase of pelletized graphite addition,the required water amount of castables increases,the bulk density and strength reduce;with 4% pelletized graphite,the castable performs the best oxidation resistance; the increase of graphite is beneficial to the improvement of slag penetration resistance and corrosion resistance; with 6% pelletized graphite,the thermal shock resistance is the best.     

结合剂对碳化硅浇注料碳化后性能的影响

硅溶胶结合体系可以显著提高碳化硅基浇注料碳化后的热态强度。本试验利用原位反应的机理,在一定粒度级配的碳化硅颗粒中加入硅粉、硅微粉和不同的结合剂为原料,振动成型,然后经过1450℃(3h)埋炭热处理。初步研究了不同品质的结合剂(硅溶胶、铝酸钙水泥)对碳化硅基浇注料碳化后的性能,尤其是热态强度的影响。结果表明:加入少量的炭黑有助于硅溶胶结合碳化硅浇注料的高温抗折强度和热震稳定性的提高,但加入少量的炭黑对碳化反应没有明显的影响。