促凝剂对水泥结合耐火浇注料性能的影响

通过将纯铝酸钙水泥结合的刚玉-尖晶石质浇注料应用于精炼钢包炉衬,研究碱性促凝剂溶液加入量对水泥结合耐火浇注料常温物理性能和高温性能的影响。结果表明：随促凝剂溶液加入量的增加,试样的线变化率减小、体积稳定性得到改善;试样的显气孔率增加、致密度和抗渣性能有所降低;试样的脱模强度先大幅度增加后稍有降低、1 300℃烧后的强度降低,但1 500℃烧后的强度增加;试样的高温强度变化不大、抗热震性能先增强后减弱。因此,针对不同的使用要求,应适量添加促凝剂。     

ZrO2加入量对刚玉-尖晶石浇注料性能的影响

以板状刚玉(6～3 mm、3～1 mm和≤1 mm)为骨料,以电熔尖晶石细粉(≤0.044 mm)、白刚玉细粉(≤0.088mm和≤0.044 mm)、α-Al2O3微粉(≤5μm,d50=2.01μm)为基质,以纯铝酸钙水泥为结合剂,按骨料与基质的质量比为70∶30配料,以ZrO2等量代替白刚玉细粉(≤0.044 mm)制备刚玉-尖晶石浇注料,并研究ZrO2质量分数分别为0、2％、4％、6％、8％时对刚玉-尖晶石浇注料性能的影响.结果表明:随着ZrO2引入量的增大,试样的体积密度和显气孔率均呈上升趋势,线变化率逐渐增大,强度降低,高温抗折强度呈降低趋势,抗热震性和抗渣侵蚀性逐渐增强.综合考虑,ZrO2的最佳引入量为4％～6％.     

电熔镁砂加入量对钢包用铝镁砖性能的影响

以电熔棕刚玉颗粒(8~5 mm、5~3 mm、3~1 mm、1~0 mm),电熔白刚玉细粉(≤0.074 mm),电熔镁砂细粉(≤0.074 mm),活性α-Al2O3微粉为主要原料,配制成电熔镁砂加入量(质量分数)分别为1%、2%、3%、4%、5%的试样。试样经180℃,24 h烘干后,分别于1 100℃,3 h,1 600℃,3 h处理,测定处理后试样的体积密度、显气孔率、耐压强度以及线变化率,并做1 600℃,6 h的抗渣侵蚀实验。结果表明:随着电熔镁砂加入量的增加,试样线变化率增大,体积密度下降,显气孔率增加,抗渣渗透性增强,耐压强度与抗渣侵蚀性有先增大后降低的趋势。根据实验结果研制的铝镁砖在钢厂使用取得了良好的效果。     

含碳微粉和非晶石墨在低碳镁碳砖中的应用

主要从引入含碳微粉以提高材料基质致密化和采用非晶石墨与鳞片石墨混合使用来引入不同的碳源这两方面研究了对低碳镁碳砖性能的影响。研究发现:(1)含碳微粉的加入可以降低显气孔率,提高体积密度;常温耐压强度也有明显提高,高温抗折强度略有提高,微粉加入量在3%以内,可以提高试样的抗氧化性,超过3%可以提高试样的烧后强度;(2)随着非晶石墨替代鳞片石墨量的增加,常温气孔率不断升高,体积密度不断降低,但常温力学强度变化不大;添加量20%试样的高温抗折强度略有上升,并且试样抗氧化性和原样相比略优。选用综合性能最优方案进行了现场试用,试用方案侵蚀速率较正常供货方案少1.08 mm/次,达到提高包龄的目的。     

ZrB2-SiC复合粉加入量对ASC浇注料性能的影响

以刚玉为骨料，以氧化铝微粉、碳化硅细粉、硅微粉、70纯铝酸钙水泥、碳素及ZrB₂-SiC抗氧化复合粉等做基质，制得高炉出铁沟用耐火浇注料；以ZrB₂-SiC复合粉作为抗氧化剂，测试其对中温1 000℃及高温1 500℃烧后试样抗折、耐压强度、线变化率和坯体抗氧化性的影响，复合粉加入量分别为0、0.5%、1%、1.5%及2%，按照相同加入量等量减少刚玉粉。结果表明：随ZrB₂-SiC复合粉的增加，试样高温处理后的线变化率逐渐加大，体积密度呈现先升后降的趋势，高温抗折强度先增大后减小，抗氧化性则逐步变好；当ZrB₂-SiC复合粉加入1%时，高温抗折强度呈现最佳值，试样可以得到最好的综合指标。     

不同粒度尖晶石对铝铬刚玉浇注料性能的影响

研究了尖晶石粒度对铝铬刚玉浇注料体积密度、显气孔率、抗折强度、耐压强度、热抗折强度、抗渣和抗热震性的影响。实验表明:(1)尖晶石粒度越细,试样烧后高温强度越高。(2)尖晶石粒度越细,热抗折强度越高。(3)尖晶石粒度越细,抗热震性先增加后降低,加入尖晶石200目,抗热震性能最好。(4)尖晶石粒度越细,抗渣性能增强,100目、200目、325目区别不大。     

铝铬渣对高炉出铁沟用耐火材料性能的影响

铝铬渣中的Al_2O_3含量很高,主要矿物相为刚玉和铬刚玉。目前我国高炉出铁沟用耐火材料为Al_2O_3-SiC-C质的浇注料,消耗量很大。将铝铬渣引入高炉出铁沟用耐火材料中,不仅降低了成本,节约了资源,也减少了环境污染。研究铝铬渣对铁沟料性能的影响,结果表明:(1)当铝铬渣替代棕刚玉骨料的量为0%~34%时,A3试样的常温、高温性能最好,均比不加入铝铬渣的A1试样好,并且随着铝铬渣加入量的增加铁沟料的各项性能均提高;(2)当粒度为5~3mm的棕刚玉全部被铝铬渣替代时,体积密度、显气孔率、抗折强度变化不明显,但抗渣性降低,所以5~3mm的大颗粒骨料全部由铝铬渣替代不可行;(3)当粒度为200目的棕刚玉细粉被铝铬渣替代时,C3试样可以提高铁沟料的体积密度、高温抗折强度等性能,并略微提高了抗渣侵蚀性。     

SrO对镁铝尖晶石烧结性能的影响

以Al₂O₃、Mg(OH)₂和SrO为原料,引入质量分数分别为0、0.25%、0.5%、0.75%、1%的SrO制备镁铝尖晶石。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、显气孔率、体积密度测定仪和图像处理软件,对烧结后的试样进行分析。结果表明：不同烧结温度煅烧后,随SrO含量逐渐增加,试样烧结后线收缩率和体积密度先增大后减小,显气孔率先减小后增大,当SrO添加量为0.5%时,线变化率和体积密度最大,显气孔率最小。试样在1 600℃下保温3 h时,未添加SrO制备的镁铝尖晶石烧结后线变化率为4.9%,显气孔率为50.1%,体积密度为1.64 g/cm³;而添加了0.5%SrO制备的镁铝尖晶石线变化率为5.4%,显气孔率为44.3%,体积密度为1.89 g/cm³。     

热处理温度对连铸用Al_2O_3-C材料性能及显微结构的影响

以板刚玉、天然鳞片石墨为原料,单质硅粉为抗氧化剂,酚醛树脂为结合剂,采用等静压成形工艺制备了连铸用Al2O3-C材料,分别在不同温度(700、900、1 100、1 300、1 500℃)下处理。研究了不同热处理温度对连铸用Al2O3-C材料性能及显微结构的影响,结果表明:随着热处理温度的升高,材料残余线变化先减小后增大,1 500℃热处理后试样为膨胀状态,其他均为收缩状态;显气孔率逐渐升高,体积密度逐渐降低,但二者变化幅度均不大;常温及高温强度均呈现先升高后降低的趋势,1 300℃热处理后强度最高,热处理温度在900~1 300℃之间时,材料呈现优良的力学性能;高于1 100℃的热处理试样内有碳化硅晶须生成,且热处理温度越高,碳化硅晶须的生成量越多,晶须直径越粗大。     

SiO_2超微粉等外加剂对刚玉质可塑料性能的影响

以高铝矾土、刚玉为骨料,以氧化铝微粉、氧化铬为粉料,以磷酸盐为结合剂,研究了SiO_2超微粉、磷酸盐结合剂、蓝晶石对刚玉质可塑料常温及高温性能的影响。结果表明:(1)随着SiO_2超微粉加入量的增加,试样的保存期延长,烧后体积密度降低,试样经1 000℃及1 500℃热处理后的常温强度及1 500℃高温抗折强度随着SiO_2超微粉加入量的增加而降低;(2)将结合剂由磷酸盐A换为磷酸盐B,试样的保存期延长,1 000℃烧后常温耐压强度略有增加,1 500℃烧后的常温耐压强度略有降低,1 500℃高温抗折强度变化不大;(3)在材料内添加7%的蓝晶石,试样1 500℃热处理后的线收缩减小,1 500℃热处理后的常温强度及高温抗折强度有所降低;(4)在材料内添加SiO_2超微粉、蓝晶石对刚玉质可塑料抗矿热炉炉渣侵蚀性能影响不大。     

硅基添加物对铁沟浇注料性能的影响

为了增强Al2O3-SiC-C铁沟浇注料的抗氧化性,以电熔棕刚玉、碳化硅、白刚玉粉、Al2O3微粉、Secar71、硅微粉、碳粉为主要原料制备了ASC铁沟浇注料,分别以质量分数为0、0.5%、1%、1.5%、2%的硅基添加物粉等量替代白刚玉微粉,研究了硅基添加物加入量对浇注料性能的影响。结果表明:随硅基添加物外加量的增加,试样经1 500℃×3 h后的线变化率逐渐增大,体积密度先增大后减小,显气孔率先减小后增大,高温抗折强度先增大后减小,抗氧化性逐渐增强;当硅基添加物加入1%时,试样可以得到较好的综合指标。     

金属硅粉加入量对铁沟浇注料性能的影响

以电熔棕刚玉、SiC、α-氧化铝粉、硅微粉为原料,采用复合微粉、水泥和高温增强剂结合的Al_2O_3-Si C-C质铁沟料,试验了金属硅粉作为防氧化剂,对1 000℃×3 h、1 450℃×3 h烧后试样物理性能、抗折强度、抗氧化性及抗渣性能的影响。结果表明,随着金属硅粉加入量的增加,铁沟料线变化逐渐降低,体积密量升高,气孔率逐渐降低,抗折强度逐渐提高,抗氧化性提高,金属硅粉加入量在2%和3%时,抗渣侵蚀性能最好。综合考虑金属硅粉加入量以2%为宜。     

普通铝质浇注料原料优化配置的试验研究

以矾土为骨料,通过加入电熔镁砂优化配置制备铝质耐火浇注料试样。结果表明:随着电熔镁砂加入量增加,镁铝尖晶石的生成量增加;与加入电熔镁砂颗粒相比,加入电熔镁砂细粉的试样体积密度较大,显气孔率较小,强度较低;1 000℃时高温抗折强度均较高,1 200℃时高温强度因为产生液相降低,1 400℃时因产生大量液相而基本无高温强度;加入5%电熔镁砂粒度为1～0.2 mm的铝质浇注料抗渣渗透性最好。     

电熔铝镁铬在透气座砖浇注料中的应用研究

为提高透气座砖浇注料的使用性能,分别用5~3、3~1、1~0和≤0.074mm的电熔铝镁铬代替浇注料中相应粒度的板状刚玉颗粒,研究其对浇注料的常温强度、致密度、热震稳定性和抗渣性的影响。结果表明:(1)电熔铝镁铬与板状刚玉骨料1∶1比例复合时,试样的气孔率最低,体积密度最高,常温强度最大;(2)板状刚玉完全被电熔铝镁铬替代时,试样的抗渣性最好。综合考虑,当电熔铝镁铬与板状刚玉骨料1∶1比例复合时,试样的综合性能最好。     

氮化硼加入量对铁沟浇注料性能的影响

以电熔棕刚玉颗粒、SiC颗粒与细粉、白刚玉粉、α-Al2O3微粉、Secar71、硅微粉、球沥青为主要原料制备了ASC铁沟浇注料,试验以氮化硼作为防氧化剂,分别以质量分数为0、0.5%、1%、1.5%、2%的氮化硼粉等量替代白刚玉微粉,对中温1 000℃×3 h、1 500℃×3 h烧后试样进行物理性能、抗折强度、耐压强度及抗氧化性的测试。结果表明:随氮化硼外加量的增加,试样经1 000℃×3 h、1 500℃×3 h后的线变化率逐渐增大,体积密度先增大后减小,显气孔率先减小后增大,高温抗折强度先增大后减小,抗氧化性逐渐增强,当氮化硼加入量为1%时,能够获得最大的高温抗折强度,试样可以得到较好的综合指标。     

以高钛型高炉渣提钛后尾渣为结合剂的刚玉浇注料性能研究

利用等离子熔融技术提取硅钛合金后的缓冷尾渣为结合剂,以电熔棕刚玉颗粒、电熔白刚玉细粉(≤0.088mm)、α-Al_2O_3微粉、SiO_2微粉为主要原料,研究缓冷尾渣加入量(0、2%、4%、6%、8%)对刚玉基浇注料性能的影响。试验表明:1随着缓冷尾渣加入量的增加,浇注料的需水量增大,常温和高温烧后强度逐步增强,中温强度则逐步降低;2加入量过多不利于其热震性能和高温抗折强度的发展;3在抗渣侵蚀性能方面,加入6%缓冷尾渣试样的侵蚀指数最大,加入量4%缓冷尾渣与以4%Secar71水泥结合的浇注料,抗侵蚀性能接近;4在刚玉浇注料中缓冷尾渣的加入量4%左右为宜,不宜超过6%。     

化学纤维加入量对高纯Al_2O_3-MgO-CaO系浇注料性能的影响

试验通过改变化学纤维的加入量来调整浇注料的组织结构,探究纤维加入量对高纯Al_2O_3-MgO-CaO系浇注料性能的影响及提高试样的热震稳定性的可行性。结果表明:随着纤维引入量的增加,材料经110℃×24h热处理后的流动性降低,增加了试样的气孔率,同时纤维的抗拉强度提高了试样的常温抗折强度;经400℃处理后,纤维受热熔融造成的气孔率增加导致抗折强度下降;试样在经1550℃-1200℃-1550℃5次热循环后,因化学纤维烧失后形成空间的增加,CA6晶体发育越发完善产生了较大膨胀抵消了重烧结的收缩,使其内部产生了较多的裂纹导致高温抗折强度降低,进而影响了强度保持率。综合认为,化学纤维加入量在0%~0.05%时,其高温强度及抗热震性能较为优异。     

复合碳源和复合氧化铝微粉对铝锆碳质滑板性能的影响

以板状刚玉、电熔锆刚玉、金属硅粉、金属铝粉、炭黑和氧化铝微粉等为主要原料,以热固性酚醛树脂为结合剂,制备了铝锆碳质滑板试样。首先研究了添加不同复合碳源对试样性能的影响,确定了最优的复合碳源种类;在此基础上进一步研究了不同复合氧化铝微粉对试样性能的影响。研究结果表明:当复合碳源中鳞片石墨、炭黑220和炭黑774以1∶1∶1添加时,试样经1 400℃处理后的性能最优,其显气孔率为13.8%,耐压强度为107.3 MPa,高温抗折强度为15.36MPa。添加复合氧化铝微粉的试样,当氧化铝微粉A与氧化铝微粉C以3∶1添加时,试样经1 400℃热处理后显气孔率显著降低,强度明显提高。     

溶胶结合快干浇注料的研制及其工业应用

研制了以致密刚玉和莫来石为骨料、白刚玉粉和矾土粉及α-Al2O3(≤0.043 mm)微粉为细粉、采用硅溶胶作结合剂的浇注料,该浇注料制成的试样分别于815℃×3 h、1 100℃×3 h和1 400℃×3 h进行加热后,检测相应试样常温抗折强度、耐压强度、体积密度、线变化率和抗热震性能。结果表明:硅溶胶结合浇注料经1 100℃×3 h处理后的抗折强度和耐压强度分别达到12.6 MPa和128.2 MPa;经1 100℃水冷热震性能测试达到100次以上,试样基本没有出现裂纹,经测试其耐压强度损失率仅为18.7%;与传统采用铝酸钙水泥作结合剂的耐火浇注料相比,该浇注料具有良好的体积稳定性、较好的中高温强度以及较快的凝胶性和烘烤性。     

锆英石对MgO-Al2O3质浇注料性能的影响

研究了锆英石对MgO-Al2O3质浇注料性能的影响.结果表明:添加了锆英石的试样,随着锆英石加入量的增加,试样抗渣侵蚀能力略有增强,抗渣渗透能力明显减弱;随着锆英石加入量的增加,试样在1 550℃保温3 h后的显气孔率和线变化率下降,体积密度、抗折强度和耐压强度升高.