基质组成对MgO-尖晶石浇注料抗渣性能的影响

采用静态坩埚法研究了添加不同组成尖晶石的ＭｇＯ－ 尖晶石浇注料基质组成与抗渣性能的关系。实验结果表明：随着基质中Ａｌ２Ｏ３ 含量增加,浇注料抗渣侵蚀能力减弱,而抗渣渗透能力增强。在基质中ＳｉＯ２ 含量固定在１０ ％ 的情况下,基质中Ａｌ２Ｏ３ 含量在３０ ％ ～５０ ％ 时浇注料抗渣侵蚀性能较好;Ａｌ２Ｏ３ 含量超过５０ ％ 时,侵蚀速率急剧增加两倍以上。不同组成尖晶石对浇注料抗渣侵蚀性能没有明显影响,但含富铝尖晶石的浇注料具有较好的抗渣渗透性能。     

尖晶石形成型和尖晶石添加型超低水泥浇注料的抗渣性能

研究了含有尖晶石的低水泥浇注料的抗渣性能，指出了氧化镁的加入量的影响，并研究了含有尖晶石的试样的侵蚀机理。     

添加尖晶石对浇注料性能的影响

向无硅高铝质浇注料中添加尖晶石细粉及铝酸钙水泥，使其在使用中由于钢水的高温作用会形成稳定的高温结合相，因而会明显影响浇注的热强度，对这些结合相形成的机理人们还不甚清楚。     

不同碱度渣对刚玉-尖晶石浇注料的侵蚀行为研究

浇注料的抗渣侵蚀性能与钢渣的碱度密切相关。以烧结刚玉、缺陷尖晶石微粉、活性α-Al₂O₃微粉、电熔镁砂细粉和铝酸钙水泥(Secar71)为主要原料,制备了刚玉-尖晶石浇注料,采用静态坩埚法于1 600℃保温3 h进行抗渣试验,并用热力学模拟计算了液相量和液相组成,研究了刚玉-尖晶石浇注料对3种不同碱度渣(1.6、2.3和7.6)的抗渣侵蚀性能。结果表明：刚玉-尖晶石浇注料在高碱度渣中溶解能力有限,在熔渣-耐火材料界面极易形成尖晶石固溶体和六铝酸钙等高熔点物相,形成致密层阻挡熔渣渗透和侵蚀。而其在低碱度渣中溶解度较高,在浇注料-熔渣达到较高反应程度时,才开始形成尖晶石固溶体和六铝酸钙等高温相,无法形成有效的致密层阻止熔渣对浇注料的侵蚀和渗透。因此,刚玉-尖晶石浇注料对高碱度渣抗渣侵蚀能力较强,对低碱度渣抗渣侵蚀能力较弱。     

尖晶石种类对刚玉-尖晶石浇注料性能的影响

采用板状刚玉颗粒（6～3、3～1、≤1 mm）及细粉（0.045 mm）、电熔尖晶石颗粒（≤1 mm）及细粉（0.045 mm）、烧结尖晶石颗粒（≤1 mm）及细粉（0.045 mm）、活性尖晶石微粉(d₅₀=1.82μm)、活性α-Al₂O₃微粉(d₅₀=1.68μm)、Secar 71水泥等原料制备了刚玉-尖晶石浇注料。研究了不同种类尖晶石（电熔尖晶石、烧结尖晶石、烧结尖晶石+活性尖晶石）对浇注料性能的影响。结果表明：1)在刚玉-尖晶石浇注料中引入不同的尖晶石对试样经110℃保温24 h烘干后的抗折强度和耐压强度影响不大,但采用电熔尖晶石能降低加水量,提高流动性,得到优良的施工性能;2)采用电熔尖晶石有利于材料的抗渣侵蚀性能,但在抗渣渗透性及抗热震性方面,烧结尖晶石更占优势;3)加入适量的活性尖晶石微粉可以弥补烧结尖晶石的不足,提高浇注料的可施工性能,但对抗热震性会产生一定负面影响。     

HiPerCem水泥对刚玉-尖晶石浇注料抗渣性的影响

以板状刚玉、尖晶石细粉和活性α-Al2O3微粉为主要原料,使用HiPerCem水泥作为结合剂制备刚玉-尖晶石浇注料,对比研究了HiPerCem水泥与Secar71及CMA72水泥在浇注料中的凝结行为及其对浇注料常温物理性能、抗渣性能的影响.结果 表明,在保持引入浇注料中一铝酸钙含量为1.8％,尖晶石含量为10％的情况下,HiPerCem水泥结合浇注料的凝结速度居中,脱模及烘干强度较另外2种水泥结合浇注料的低.抗渣侵蚀实验表明,以HiPerCem水泥为结合剂的浇注料因引入的CaO含量较CMA72和Secar71水泥结合浇注料低,大尺寸气孔少,具有较好的抗渣性;而CMA72水泥结合浇注料因试样中大尺寸气孔比例较高,熔渣渗透严重,未能发挥出其水泥中微晶尖晶石相改善抗渣性的优势.     

尖晶石对刚玉-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,研究了尖晶石的加入量及引入形式对试样性能的影响.研究结果表明:当烧结尖晶石颗粒为15%、细粉加入量为5%时,试样具有较好的性能指标,1600 ℃×3 h热处理后,试样的常温抗折强度和耐压强度分别达到22 MPa、110 MPa,体积密度和显气孔率分别为2.98 g/cm3和19%.     

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.     

促凝剂对刚玉-尖晶石质喷射浇注料性能的影响

本文研究了促凝剂对添加尖晶石细粉和镁砂细粉的两种刚玉-尖晶石质喷射浇注料性能的影响,结果表明:添加镁砂细粉后,喷射浇注料的流变性能下降;通过四种促凝剂对刚玉-尖晶石质喷射浇注料性能的影响研究,发现加入促凝剂后,含镁砂的喷射浇注料增粘变稠的速度快,施工时附着率高;铝酸钠和氢氧化钠复合的促凝剂与两种有机物复合的促凝剂都能使喷射浇注料快速增粘变稠、凝结硬化,但含Na+促凝剂的引入,提高了材料中Na+的含量,降低了喷射浇注料的高温抗折强度、热震稳定性能、抗渣侵蚀性能和常温物理性能.     

Si3N4对镁质浇注料抗渣性能的影响

以95烧结镁砂为主要原料,以SiO2微粉为结合剂,在配料的细粉部分分别以0、3%、4%、5%的β-Si3N4细粉替代等量的镁砂细粉,搅拌均匀后浇注成氮化硅含量不同的镁质坩埚试样。选用宝钢中间包渣,采用静态坩埚法,在1550℃3h条件下对这些坩埚试样进行了抗渣试验。试验结果表明:加入Si3N4可以明显改善镁质浇注料的抗渣性能,并且随着Si3N4加入量的增加,试样的抗渣性能提高;在含氮化硅的镁质浇注料表面,由于Si3N4被氧化为SiO2而形成了致密烧结层,能阻止渣的进一步渗透;在加入Si3N4的镁质浇注料试样内部深处,由于氧分压非常低,Si3N4稳定存在;由于Si3N4在还原气氛下难以烧结,造成镁质浇注料内部结构疏松。     

镁尖晶石浇注料渣蚀行为与机理的研究

镁尖晶石浇注料经坩埚法抗渣后,残存试样可以分为四个段带,即挂渣层、侵蚀层、铁渗透层和硅酸盐相富集层.本实验采用SEM和EDAX研究了各段带的显微结构和基质组成,讨论了转炉终渣对浇注料的侵蚀过程和机理.     

Effect of spinel content on slag attack resistance of high alumina refractory castables

High alumina refractory castables based on the Al₂O₃-MgO-CaO diagram ternary system were prepared using tabular alumina, white electrofused corundum, calcined alumina, synthetic spinel, dead-burned magnesia, dolomite, and calcium aluminate cement as starting raw materials. Two kinds of slags with 9.02 and 4.14 CaO/SiO₂ ratios were studied for slag resistance by means of crucible tests. The corrosion thickness increases with increase in magnesia content in all the designed compositions. The slag penetration decreases with increases in spinel content. Taking into account these results a refractory castable composition for its positioning into a steelmaking ladle was chosen.

Microstructural studies by SEM of samples taken from the slag line and wall in a steelmaking ladle were carried out. The correct amount of spinel required for practical applications was determined by the Al₂O₃-MgO-CaO-SiO₂ diagram quaternary system. A detailed model of the attack mechanisms is proposed.     

尖晶石对铝尖晶石炭砖抗渣性的影响

研究了不同种类尖晶石及其加入量对铝尖晶石炭砖抗法性能的影响，分析了铝尖晶石炭砖的抗渣机理。     

矾土尖晶石钢包浇注料的研制与应用

采用特级矾土熟料为骨科，天然出合成的镁铝尖晶石为部分基质，选用新型复合结合剂研制成矾土尖晶石质钢包浇注料．使用结果表明：一次性寿命较传统的铝镁浇注料提高８０％以上．     

Improvement of corrosion resistance of spinel-bonded castables to converter slag

Limited chemisorbed hydroxyl groups around the crystalline entity of gel-route spinel powder helped to create nanopores in castable to resist slag penetration. The retained nanodimensional spinel in fired castable firmly connected hibonite and corundum grains, developed several interfaces after initial stage of densification, and arrested the detrimental ions of slag. XRD, scanning electron microscope (SEM) with atomic force microscope (AFM) studies of the nanostructured spinel-bonded castables corroborated their better properties than similar kind bonded with preformed spinel. The performance of spinel with 90% alumina and the conventional in situ spinel-bonded castables were satisfactory whereas the coprecipitated spinel was not commendable.     

氧化镁-尖晶石浇注料的组成与性能的关系

以中档烧结镁砂、矾土基尖晶石和电熔白刚玉为主要原料,制备了不同基质组成的试样,并研究了浇注料的流动性、强度、永久线变化率、抗渣性和抗热震性。结果表明：基质的组成（特别是Ａｌ２Ｏ３／ＭｇＯ比）对浇注料的抗渣性、线变化率、抗剥落性和热震稳定性有显著影响,通过调整Ａｌ２Ｏ３／ＭｇＯ比可制得综合性能优良的氧化镁－尖晶石浇注料     

尖晶石加入量对铬刚玉浇注料性能的影响

研究了尖晶石加入量对铬刚玉浇注料的烧结性能、抗折强度、抗热震性以及抗渣渗透和侵蚀能力的影响。尖晶石的加入使铬刚玉浇注料线变化率增大 ,显气孔率升高 ,常温强度略有降低。加入 2a %～ 3a %的尖晶石能明显改善铬刚玉浇注料的抗热震性。加入尖晶石后 ,铬刚玉浇注料的抗高钙、高铁渣的渗透、侵蚀能力有所下降     

Thermodynamic evaluation of spinel containing refractory castables corrosion by secondary metallurgy slag

This work addresses the thermodynamic evaluation of different spinel-containing refractory castable compositions in contact with a basic steel ladle slag (CaO/SiO₂ ∼ 9). The main differences among the castable compositions were the amount of silica fume (0 or 1 wt%), the binder source (calcium aluminate cement or hydratable alumina) and the spinel incorporation route (in situ or pre-formed). The interaction of the liquid slag with the refractory was carried out with the help of thermodynamic software (FactSage) and the applied methodology considered the changes in the slag composition due to the interaction with the castable. The theoretical results were compared with the experimental data attained by corrosion cup-tests, pointing out that the thermodynamic calculations were suitable for predicting various aspects observed in the corroded samples by SEM. Therefore, the equilibrium simulations led to parameters that indicated the corrosion resistance trends, complementing the experimental evaluation and reducing further experimental testing.     

Al2O3-MA-SiC-C质浇注料的抗渣性能

以电熔白刚玉、镁铝尖晶石、SiC细粉、活性α-Al2O3微粉、球状沥青、Si粉、ρ-Al2O3、氧化硅微粉和铝酸钙水泥为原料制备了Al2O3-MA-SiC-C质浇注料。振动浇注成型后采用静态坩埚法测定了浇注料抗渣侵蚀性,利用X射线衍射、电子探针仪和能谱等手段分析了1500℃埋炭处理3h后试样的物相、显微结构和微区成分,以研究结合剂种类(ρ-Al2O3 氧化硅微粉和铝酸钙水泥 氧化硅微粉)、尖晶石和SiC的加入量对浇注料抗渣性能的影响。结果表明:采用ρ-Al2O3 氧化硅微粉结合的浇注料的抗渣性能明显高于采用铝酸钙水泥 氧化硅微粉结合的,这主要与其在高温下形成的物相有关;随着镁铝尖晶石加入量的增多,浇注料的抗渣性能总体上呈升高趋势;随着SiC加入量的增多,浇注料的抗渣性能显著提高,当SiC加入量(质量分数,下同)为25%时,浇注料的抗渣性能最好;加入过多的镁铝尖晶石和SiC对浇注料的抗渣性能不利,这主要同高温下材料中MgO-Al2O3-SiO2系低熔物的形成有关。