超低水泥铁沟浇注料的研究及工业化应用

高炉用Al2O3-SiC-C质铁沟浇注料的高温性能主要与水泥的加入量有关,为了探明水泥与Al2O3-SiC-C铁沟浇注料性能的相关性及如何提高Al2O3-SiC-C铁沟浇注料的高温使用性能,对水泥加入量对材料性能的影响。本文以电熔棕刚玉颗粒、碳化硅颗粒与细粉、硅微粉、α-Al2O3微粉、白刚玉微粉、Secar71水泥、Si粉、球沥青为主要原料,分别加入质量分数为0、0.4%、0.6%、1%、1.5%的水泥等量替代白刚玉微粉,外加质量分数为4.5%的水搅拌均匀,振动浇注成型,研究了水泥加入量对浇注料经各温度热处理后常温物理性能及高温抗折强度的影响。结果表明:随着水泥加入量的增加,试样110℃烘干24 h后的体积密度及抗折耐压强度逐渐增大,1 500℃保温3h后的体积密度及强度逐渐降低。其原因分析水泥的增加会形成更多的钙长石、钙黄长石等低共熔相,水泥加入少,高温下低共熔相形成少,形成较多莫来石晶相,对高温性能有利,但水化产物少,常温性能要求得不到保障。加入水泥质量分数为0.6%时,浇注料的综合性能最好。根据试验实研究结果,添加0.6%水泥的铁沟浇注料在铁沟应用中取得了较好的效果。     

废镁铬砖细粉对铝镁浇注料性能的影响

以棕刚玉(8～1mm)、白刚玉(≤3mm)为骨料,以白刚玉细粉(≤0.045 mm)、-Al2O3微粉(≤5 m,50=2.01 m)、电熔镁砂细粉(≤0.074mm)、硅灰((SiO2)>94%)为基质,以-Al2O3微粉为结合剂,以六偏磷酸钠为减水剂制备铝镁质浇注料,采用废镁铬砖细粉等量代替电熔镁砂细粉,研究了废镁铬砖细粉质量分数(分别为0、1%、2%、3%)对铝镁浇注料性能的影响。试验结果表明:随着废镁铬砖细粉加入量的增大,试样的烘后和烧后强度均提高,体积密度增大,显气孔率减小、线变化率先增大后减小;但抗热震性有所降低、高温抗折强度稍有增大,这主要与高温下废镁铬砖细粉和刚玉细粉生成多种固溶体的量有关。     

MgO基浇注料基质流变性的研究

浇注料的流变性在很大程度上受基质流变行为的影响和控制。研究了影响MgO基无水泥浇注料基质流变行为的多种因素如：加水量、SiO2微粉、Al2O3微粉、分散剂、镁砂细粉粒度、刚玉细粉加入量以及Sialon加入量。基于研究的结果,提出流变性较好的基质组成的合适范围。     

镁质浇注料的研究及其在中频感应炉上的应用

以中档镁砂为主要原料,硅微粉、三聚磷酸钠或六偏磷酸钠为结合剂,925高铝水泥为固化剂,铬微粉与α-Al2O3微粉为浇注料的微粉原料,研究了结合剂种类与加入量、微粉加入量与添加方式对镁质浇注料性能的影响。并介绍了镁质浇注料在0．5t中频感应炉坩埚上的实际应用效果。     

纯铝酸钙水泥加入量对铝铬尖晶石刚玉浇注料性能的影响

研究了水泥加入量对铝铬尖晶石刚玉浇注料体积密度、显气孔率、抗折强度、耐压强度、抗渣和抗热震性的影响。实验表明:(1)随着水泥加入量的不断增加,110℃×24h和1 200℃×3h条件下样样抗折强度和耐压强度不断增加,1 550℃×3h条件下试样抗折强度和耐压强度先增加后减小。(2)随着水泥加入量的不断增加,各温度下气孔率逐渐增大,体积密度逐渐减小。(3)随着水泥加入量的不断增加,抗热震性逐渐增强。(4)随着水泥加入量的不断增加,抗渣性能逐渐降低。     

纯铝酸钙水泥加入量对铝铬尖晶石刚玉浇注料性能的影响

研究了水泥加入量对铝铬尖晶石刚玉浇注料体积密度、显气孔率、抗折强度、耐压强度、抗渣和抗热震性的影响。实验表明:(1)随着水泥加入量的不断增加,110℃×24 h和1 200℃×3 h条件下样样抗折强度和耐压强度不断增加,1 550℃×3 h条件下试样抗折强度和耐压强度先增加后减小。(2)随着水泥加入量的不断增加,各温度下气孔率逐渐增大,体积密度逐渐减小。(3)随着水泥加入量的不断增加,抗热震性逐渐增强。(4)随着水泥加入量的不断增加,抗渣性能逐渐降低。     

复合碳源对铁沟浇注料性能的影响

以电熔棕刚玉、97碳化硅、硅微粉、Al_2O_3微粉、白刚玉微粉、Secar71高铝水泥、金属硅粉、高温沥青粉及Carbores P为主要原料,先分别以0、1%、2%、3%的高温沥青粉替代白刚玉粉,外加质量分数为4. 5%的水均匀搅拌,振动成型,探究了高温沥青粉加入量对浇注料流动性、常温物理性能及高温抗折强度的影响,确定了高温沥青粉的最佳加入量;以此为基础,再分别以0、0. 5%、1%、1. 5%的Carbores P等量替代白刚玉粉,外加质量分数为4. 8%的水搅拌均匀,振动浇注成型,进一步研究了Carbores P对浇注料性能的影响。结果表明:随着高温沥青粉加入量的增加,相同加水量浇注料的流动性变差,体积密度减小,显气孔率升高,强度降低,当高温沥青粉加入质量分数为2%时,浇注料的综合性能最佳;在沥青粉确定为2%加入量的前提下,外加1%的Carbores P可以使该浇注料的强度增加,抗氧化性较好,但当Carbores P加入量超过1%后,浇注料流动性显著降低,显气孔率升高,强度降低。根据研究结果,以2%质量分数的高温沥青粉配合1%质量分数的Carbores P作为复合碳源制备的Al_2O_3-SiC-C铁沟浇注料,在现场应用中取得了较好的效果。     

微粉对低水泥耐火浇注料性能的影响

以高铝矾土熟料为主要试验原料,研究了硅微粉和-Al2O3微粉对低水泥浇注料体积密度、显气孔率、抗折强度和耐压强度等性能的影响,并确定了两种微粉在低水泥浇注料中的最佳掺量。     

镁砂加入量对铝镁质干式捣打料性能的影响

以电熔白刚玉和电熔镁砂为原料,硼酸为助烧结剂,固定白刚玉骨料、硼酸外加量和基质料中（MgO＋Al2O3）总量不变,只改变基质料中镁砂细粉和刚玉细粉的加入比例,研究了不同镁砂加入量对铝镁质干式捣打料性能的影响。研究结果表明,镁砂加入量对铝镁质干式捣打料性能影响较大,当基质中ω（MgO）／ω（Al2O3）=0．50时,尖晶石生成较多,且微过量的MgO还有利于尖晶石晶体的生长致密化,促进材料的烧结,使试样高温烧后线变化较小,常温耐压强度高,抗渣性能好。     

CuO/γ-Al2O3催化剂选择性催化还原NO

利用溶胶凝胶法制备CuO/γ-Al2O3,催化剂颗粒,在固定床上测试催化脱硝活性.CuO/γ-Al2O3在250～400℃范围内脱硝效率达到90%以上.硫化作用后催化剂的最佳温度窗口向高温方向移动.利用程序升温方法研究了.CuO/γ-Al2O3对NH3的氧化性能,经硫化后催化剂NH3的氧化性能下降,降低了催化剂在低温区脱硝活性.NH3和NO的脱附实验显示NH3和NO在催化剂表面存在明显的吸附现象.经硫化经后催化剂增加了对NH3的吸附量,降低了对NO的吸附量.暂态实验证明NH3以吸附态参与反应,而NO以气态或者弱吸附态参与反应.NO的吸附在实际SCR反应过程中影响有限.动力学计算显示溶胶凝胶法制备CuO/γ-Al2O3拥有较低的选择性催化还原反应活化能.     

固体超强碱催化乙醇酯化生物油

利用固体超强碱KF/γ-Al2O3为催化剂,以乙醇与生物油中的有机酸酯化反应为基础,探讨催化酯化对生物油的提质改性效果.考察了改质前后生物油的基本理化性能,采用四球摩擦磨损试验机研究了改质前后生物油的摩擦学性能,利用GC-MS分析了其酯化前后生物油的组成.结果表明:催化酯化反应后的生物油的运动粘度和酸值降低,抗磨和减摩性能提高,酯化后的生物油中酸类成份含量降低、酯类成份含量明显增大.醇油质量比为2∶1,50℃温度下采用固体超强碱KF/γ-Al2O3催化酯化反应2h,反应前后相比,油品酸值降低了29.08％、平均摩擦系数降低了32.53％、磨斑直径减小了11.79％.     

原位自生颗粒增强BH135活塞材料的组织与高温力学性能研究

将KFB4、K2TiF6混合盐加入到BH135合金熔体中通过原位合成反应制备了TiB2颗粒增强BH135铝基复合材料。光学显微镜、扫描电子显微镜对材料的微观组织结构分析表明TiB2颗粒尺寸在200nm左右,其均匀分布与晶界及α-Al初晶内。高温拉伸试验表明复合材料在300？C的抗拉强度较基体合金提高了30%,其值为160MPa,且复合材料的断裂方式为韧性断裂。复合材料高温性能提高的机理在于原位自生纳米级颗粒的加入,提升了复合材料晶界及α-Al初晶的高温强度。     

生物柴油颗粒表面含氧官能团及氧化活性研究

为研究生物柴油颗粒物表面含氧官能团相对含量与氧化活性的关系,在电控高压共轨柴油机上进行台架试验并采集颗粒物,分别利用X射线光电子能谱仪(XPS)和热重分析仪(TGA)对柴油、大豆油甲酯、棕榈油甲酯和地沟油甲酯颗粒物进行分析.结果发现:颗粒物表面主要为C元素与O元素,生物柴油颗粒物表面O元素与C元素的摩尔质量比n(O)/n(C)比柴油颗粒高40.4%～48.9%.生物柴油颗粒表面含氧官能团相对含量高于柴油颗粒,其中C—OH官能团相对含量变化更为明显,而C=O官能团相对含量在1%左右.相比于柴油颗粒,大豆油甲酯、棕榈油甲酯和地沟油甲酯颗粒的无序化程度(sp3/sp2)分别增加了54.5%、59.1%和68.2%,表观活化能分别降低了22.4%、23.2%和26.6%.生物柴油颗粒的起燃温度Ti、燃尽温度Te和氧化速率峰值温度Tp更低,颗粒物表面含氧官能团相对含量、无序化程度和氧化活性均随着生物柴油氧质量分数增加而增大,随着碘值增加而减小.     

50CrVA弹簧钢夹杂物特性研究

采用全流程多级取样的方法,对国内某钢厂BOF-LF-CC工艺生产的50CrVA弹簧钢中夹杂物特性的演变规律进行系统分析和研究。实验结果表明:随着精炼和连铸过程的进行,钢中的夹杂物种类逐渐由SiO2-Al2O3-MnO-TiO2夹杂物转变为CaO-Al2O3-MgO和CaO-A l2O3-SiO2夹杂物。最终铸坯夹杂物中的Al2O3组元含量约为70%～75%,而Ca O含量仅为5%～10%。夹杂物熔点较高,改性不充分。建议在生产中,强化钙处理或提高炉渣碱度来实现夹杂物的低熔点化,降低其危害。     

溶胶凝胶法制备CuO／γ-Al2O3催化剂及其脱硝活性的研究

用溶胶凝胶法制备了CuO/γ-Al2O3催化剂颗粒,并在固定床上测试其催化脱硝活性.利用程序升温方法研究了CuO/γ-Al2O3催化剂对NH3和NO的氧化性能.结果表明:CuO/γ-Al2O3催化剂在250~400℃范围内脱硝效率达到了85%以上;在350℃时,达到98%;但在400℃时,由于NH3的急剧氧化而使脱硝效率下降.高度分散的活性组分能在一定程度上降低催化剂高温下的氧化性能.CuO/γ-Al2O3催化剂能将NO氧化成NO2,有利于脱硝反应的进行,NH3和NO在催化剂上都存在明显的吸附现象.NO在催化剂上的吸附对脱硝过程有重要作用.     

盐湖卤水脱色吸附机理的研究

研究了盐湖卤水的脱色吸附机理,采用氧化吸附法对盐湖卤水进行脱色。首先用H2O2氧化原卤水,再用颗粒活性炭进行吸附。结果表明:在H2O2的加入量为3%(质量分数)时,活性炭的加入量为1 g/100 mL卤水,吸附时间为45 min,吸附温度为低温时氧化吸附条件最佳。在最佳条件下色度的去除率为84%,COD的去除率为78%。     

Li2O对Pt-Sn/γ-Al2O3催化剂表面酸性与MCH脱氢性能的影响

利用吡啶吸附-IR、NH3吸附-脱附、原位热重积碳等技术并结合MCH的脱氢活性试验，研究了Li2O对工业Pt-Sn/γ-Al2O3催化剂的表面酸性及MCH脱氢性能的影响。结果表明，Li2O能有效地调变催化剂的表面酸性，降低其表面酸中心特别是强酸中心的数目；MCH脱氢反应的积炭量随Li2O含量的增加而减少，当Li2O含量为0.4w%时催化剂的高温稳定性可取得较好的结果。     

Ni-CeO_2/γ-Al_2O_3催化甲苯水蒸气重整的实验研究

以单质镍为活性组分、CeO2为助剂、γ-Al2O3为载体制备了Ni-CeO2/γ-Al2O3催化剂,以甲苯为生物质气化焦油模型化合物,在固定床反应器上进行催化水蒸气重整实验,考察了反应温度、水/碳摩尔比(S/C)和CeO2负载量对甲苯转化率、产气组成及积碳生成的影响。结果表明,Ni-CeO2/γ-Al2O3催化剂具有较好的催化活性和抗积碳能力;在反应温度为850℃,S/C为3时,使用Ni-CeO2(3%)/γ-Al2O3催化剂,甲苯转化率可以达到90.4%,经反应后的催化剂含碳量仅为0.42%。     

正戊醇/F-T柴油混合燃料颗粒官能团与碳原子研究

通过186FA单缸风冷柴油机,燃用0号柴油、费托(F-T)柴油及正戊醇/F-T柴油混合燃料PE5、PE10和PE20(正戊醇体积分数分别为5%,、10%,和20%).使用自制颗粒采集装置采集排放颗粒,去除颗粒表面可溶性有机物(SOF)后使用X射线光电子能谱分析(XPS)测试颗粒表面含氧官能团与碳原子杂化形式.结果表明:O/C从高到低依次为0号柴油PE20PE10PE5F-T柴油,随着负荷增加,5种燃料颗粒的O/C均减小;颗粒表面羟基官能团(—OH)明显多于羰基官能团(C=O),两种含氧官能团的相对含量由高到低依次为0号柴油PE20PE10PE5F-T柴油,随着负荷增加,5种燃料颗粒的含氧官能团均降低;0号柴油颗粒的sp~3/sp~2大于F-T柴油,随着FT柴油中正戊醇掺混比例增加,排放颗粒的sp3/sp2相应增加.     

添加ZrO_2-SiC复合粉及工业SiC粉对刚玉耐火材料性能的影响

研究了利用碳热还原锆英石于1 600℃下保温4 h合成的ZrO2-SiC复合粉以及工业SiC粉添加剂对刚玉耐火材料体积密度、常温抗折强度、常温耐压强度及抗热震性能的影响。结果表明,随添加剂用量的增加,耐火材料的体积密度、抗折强度和耐压强度逐渐增加。添加ZrO2-SiC复合粉的质量分数为4%或SiC的粉的质量分数为6%后,耐火材料的体积密度最大,分别为3.04和2.96 g·cm-3;添加ZrO2-SiC复合粉的质量分数为4%的耐火材料的抗折强度为35.38 MPa;当添加ZrO2-SiC复合粉或SiC粉的质量分数为6%时,耐火材料的耐压强度最高,分别为53.44和51.56MPa,且其强度保持率最高,抗热震性最好。