Al_2O_3-Cr_2O_3质耐火材料的耐剥落性

目前 ,垃圾焚烧炉中由于需要优质耐侵蚀材料 ,大多使用含铬耐火材料。另外 ,各种焚烧炉由于使用部位不同 ,也需要耐火材料具有良好的耐剥落性。因此 ,通过改变Ａｌ2 Ｏ3-Ｃｒ2 Ｏ3 质耐火材料中Ｃｒ2 Ｏ3 的含量 ,研究对其耐剥落性的影响。配制的 4种试样的化学组成 (% )分别 :Ａｌ2 Ｏ3 80、75、6 5、2 0 ;Ｃｒ2 Ｏ3 15、2 0、30、6 0 ;ＺｒＯ2 0、0、0、8。物理性能分别为 :显气孔率 (% ) 15 .1、16 .2、16 .5、15 .8;体积密度 (ｇ·ｃｍ-3 ) 3.2 5、3.2 5、3.30、3.75 ;常温耐压强度 (ＭＰａ) :40、40、37、35。观察 10 0 0℃ 水冷后各…     

空气气氛中烧成Si3N4-SiC复合材料的性能、相组成和显微结构

以氮化硅细粉(粒度＜0.088 mm,w(β-Si3N4)＞95%)、碳化硅(w(SiC)＞98%,粒度分别为2.8～0.9mm、0.9～0.15 mm、＜0.115 mm和＜0.063 mm四级)、硅粉(粒度＜0.045 mm,w(Si)＞98%)和硅灰(w(SiO2)=98.3%)为原料,以木质素磺酸钙水溶液作成型结合剂,采用150 MPa的压力成型为65 mm×114 mm×230mm的Si3N4-SiC、Si3N4-SiC-Si和Si3N4-SiC-SiO2三种试样.在空气气氛中,以50℃·h-1的升温速度升至800℃保温4 h,再升至1450℃保温2 h,自然冷却至室温后,测定烧成后试样的常温耐压强度、常温抗折强度、1400℃下的高温抗折强度、显气孔率、体积密度和残氮率,并采用XRD、SEM和EPMA等手段分析烧后试样的相组成和显微结构.结果表明3种试样在空气气氛中烧成后的高温(1400℃)和常温抗折强度都比较高,显气孔率都比较低,而耐压强度则以Si3N4-SiC试样的最高;烧成后试样中心区域的残氮率以Si3N4-SiC-Si试样的最高,Si3N4-SiC-SiO2试样的次之,Si3N4-SiC试样的最小;在空气气氛中烧成后,Si3N4-SiC试样中的Si3N4分解较多,SiC-Si3 N4-Si试样的表面和内部都明显含有单质Si,SiC-Si3N4-SiO2试样表面区域的Si2N2O晶体发育很好,而内部区域的晶体发育较小.     

CrB_2对MgO-C质耐火材料性能的影响

含碳耐火材料由于具有优良的抗渣侵蚀性和抗热震性而被广泛应用。但是 ,高温下会由于碳的氧化造成材料强度降低 ,因此 ,需加入不同的抗氧化剂。用添加 4 %ＣｒＢ2 粉末的ＭｇＯ -Ｃ质 (ＭｇＯ/Ｃ =80 /2 0质量比 )材料作试样 ,试样在埋炭条件下于不同温度 (6 0 0～ 12 0 0℃ )下加热 4ｈ ,然后测定其强度和开口气孔分布。结果发现 ,未添加ＣｒＢ2 的试样随着温度的升高抗折强度不断降低 ,强度持续降低是因为ＭｇＯ和Ｃ之间没有结合以及基质的热膨胀和收缩引起开裂造成的。而添加ＣｒＢ2 试样的强度在温度超过 6 0 0℃时趋于稳定。ＣｒＢ2 与…     

原位生成非氧化物对刚玉基浇注料性能的影响

为了进一步提高刚玉基浇注料的高温使用性能,在超低水泥刚玉浇注料中加入质量分数分别为0、4%、6%、8%、10%的硅粉,经振动浇注成型、养护、烘干后,在氮气气氛中于1 450℃氮化处理40 h,测定试样的加热永久线变化及烧后试样的显气孔率、体积密度、常温抗折强度和不同温度(分别为1 000、1 200、1 300和1 400℃)下的热态抗折强度,并对部分氮化后试样进行XRD和SEM分析。结果表明:1)随着硅粉加入量的增加,试样在氮化处理过程中从发生微收缩到发生微膨胀,显气孔率略有增大,体积密度和常温抗折强度下降,热态抗折强度显著提高;2)氮化处理后,试样中原位生成了非氧化物β-SiAlON、O’-SiAlON和α-Si3N4等。     

引入不同粒度红柱石对Al_2O_3-SiC-C浇注料性能的影响

为了提高Al_2O_3-SiC-C铁沟浇注料的性能,在其配料中分别引入8～5、5～3、3～1和≤1 mm的红柱石,经成型、养护、干燥后,于1 450℃保温3 h热处理,然后检测试样的显气孔率、体积密度、烧后线变化率、常温抗折强度、弹性模量、抗热震性和抗渣性。结果表明:1)引入红柱石试样的显气孔率和体积密度均比未引入红柱石的小,烧后线膨胀率均比未引入红柱石的大。随着红柱石粒度的减小,显气孔率逐渐减小;体积密度呈先减小后增大的变化趋势,以引入5～3 mm红柱石试样的为最小;烧后线膨胀率呈先增大后减小的变化趋势,以引入5～3 mm红柱石试样的为最大。2)引入8～5 mm红柱石试样的常温抗折强度和弹性模量比未引入红柱石的小,其他试样的基本上比未引入红柱石的大;随着红柱石粒度的减小,试样的常温抗折强度和弹性模量逐渐增大。3)引入红柱石试样的抗热震性均比未引入红柱石的高;随着红柱石粒度的减小,抗热震性逐渐降低。4)各试样仅在渣-样交界处有轻微的侵蚀,引入不同粒度红柱石试样的抗渣性没有明显差别。     

硅粉加入量对刚玉-氮化硅复合材料力学性能的影响

以刚玉、氮化硅、粘土和硅粉为主要原料,在空气气氛下于1550℃保温3h烧成制得刚玉-氮化硅复合材料,研究了硅粉加入量(w)分别为0、4%、8%、12%时对试样常温物理性能、高温抗折强度的影响,并采用XRD、SEM、EDS等手段分析了试样的物相组成和显微结构。结果表明:在硅粉加入量<8%时,Si主要填充在烧成制品基质的空隙中;随着硅粉加入量的增加,制品致密化程度提高,常温强度增大,同时由于硅粉原位生成了纤维状赛隆而使制品的高温强度增大;但在硅粉加入量>8%时,Si可能构成连续相,又导致制品致密度下降和高温力学性能恶化。     

B4C添加量对Al2O3-C材料性能的影响

以板状刚玉(粒度≤1、≤0.075 mm)、Al-Si合金粉(粒度为50μm)、α-Al₂O₃微粉(粒度为5μm)、鳞片石墨(粒度≤0.074 mm)和B₄C粉(粒度为20μm)为原料，硝酸镍为催化剂，酚醛树脂为结合剂制备了Al₂O₃-C材料，研究了B₄C添加量(加入质量分数分别为0、3%、6%和9%)对Al₂O₃-C材料性能的影响。结果表明：1)随着B₄C添加量的增加，试样的线变化率明显减小，常温抗折强度和耐压强度明显增大；当B₄C添加量为3%(w)时，试样经1 450℃处理后的线变化率降至0.65%,常温抗折强度和耐压强度最高，分别为28.7和57.3 MPa。2)当B₄C添加量为6%(w)时，试样经1 400℃空气气氛氧化后的氧化指数降至3.9%,抗氧化能力明显增强。     

Al_2O_3-ZrO_2-C系列材料的抗钢水侵蚀性

Ａｌ2 Ｏ3 -Ｃ质 (ＡＧ)、Ａｌ2 Ｏ3 -ＺｒＯ2 -Ｃ质 (ＡＺＧ)、ＺｒＯ2 -Ｃ质 (ＺＧ)等类材料因为它们具有优良的抗剥落性能而被广泛应用于连铸水口的制作。最近有人对这三种材料的抗高氧钢侵蚀性进行了对比研究。按ＺｒＯ2 +Ａｌ2 Ｏ3 +Ｃ为 0 +70 % (质量分数 ,下同 ) +30 %、46 % +2 3% +31%、5 2 % +2 6 % +2 2 %、82 % +0 +15 %的配比分别配制成代号为ＡＧ、ＡＺＧ - 1、ＡＺＧ - 2、ＺＧ的 4种试样。将 15ｋｇ全氧浓度 (质量分数 )达 5 .5× 10 -4 的高氧钢放入致密氧化镁坩埚中 ,在高频感应炉中加热至 16 0 0℃。将这 4种试样浸入 1…     

Cr_2O_3骨料的显气孔率对高Cr_2O_3浇注料性能的影响

由于Ｃｒ2 Ｏ3材料抗熔融渣的侵蚀性优良 ,Ｃｒ2 Ｏ3-Ａｌ2 Ｏ3浇注料在垃圾焚烧炉中的应用越来越广泛。浇注料的抗侵蚀性能随着Ｃｒ2 Ｏ3含量的增加而增加 ,而且高Ｃｒ2 Ｏ3浇注料的抗侵蚀性和Ｃｒ2 Ｏ3骨料的显气孔率有一定的关系。研究发现 ,采用致密的Ｃｒ2 Ｏ3骨料制得的试样显气孔率低 ,抗渣侵蚀性和抗渣渗透性随致密Ｃｒ2 Ｏ3骨料含量的增加而增强 ,但试样的抗剥落性却变差。这就要求我们应根据不同的使用条件选择不同气孔率的Ｃｒ2 Ｏ3骨料制备Ｃｒ2 Ｏ3-Ａｌ2 Ｏ3浇注料Cr_2O_3骨料的显气孔率对高Cr_2O_3浇注料性能的影响…     

CrB_2对MgO-C质耐火材料性能的影响

含碳耐火材料由于具有优良的抗渣侵蚀性和抗热震性而被广泛应用。但是,高温下会由于碳的氧化造成材料强度降低,因此,需加入不同的抗氧化剂。用添加4%ＣｒＢ2粉末的ＭｇＯ-Ｃ质(ＭｇＯ/Ｃ=80/20质量比)材料作试样,试样在埋炭条件下于不同温度(600～1200℃)下加热4ｈ,然后测定其强度和开口气孔分布。结果发现,未添加ＣｒＢ2的试样随着温度的升高抗折强度不断降低,强度持续降低是因为ＭｇＯ和Ｃ之间没有结合以及基质的热膨胀和收缩引起开裂造成的。而添加ＣｒＢ2试样的强度在温度超过600℃时趋于稳定。ＣｒＢ2与ＣＯ之间发生反应,最终生成Ｃｒ2…     

Al-Mg合金加入量对低碳Al2O3-Al-C不烧滑板材料低温性能的影响

以板状刚玉、α-Al2O3微粉、石墨、Al粉、Al-Mg合金粉为原料,以酚醛树脂为结合剂,研究了铝镁合金的加入量对Al2O3-Al-C不烧滑板材料500-700℃埋碳和氧化气氛烧后抗折强度和抗氧化性能的影响.结果表明:Al-Mg合金加入量不宜超过6％;引入适量Al-Mg合金,500℃埋碳条件和氧化气氛烧后试样的常温抗折强度和抗氧化性均未改善,但600℃和700℃埋碳条件和氧化气氛烧后的常温抗折强度均提高;随温度升高,试样的常温抗折强度和抗氧化性均提高;试样常温强度和抗氧化性提高的原因在于:Al-Mg合金活性高,可保护树脂碳不被氧化,且Al-Mg合金有部分与CO反应生成MgO和Al2O3陶瓷相对材料起增强作用.     

Carbores P加入量对硅溶胶结合铁沟浇注料性能的影响

为了获得更加环保的Al2O3-Si C-C铁沟浇注料,在w(电熔棕刚玉颗粒)为60%、w(Si C颗粒和细粉)为21%、w(硅灰)为3%、w(α-Al2O3微粉)为3%、w(白刚玉微粉)为10.5%、w(Si粉)为2.5%的基础配方中,分别以质量分数为0、1%、2%、3%和4%的环保型含碳材料Carbores P等量替代白刚玉微粉,外加质量分数为7%的硅溶胶为结合剂,制成Al2O3-Si C-C浇注料,研究了Carbores P加入量对110℃干燥后及1 100和1 500℃烧后试样显气孔率、体积密度、烧后线变化率、常温耐压强度、常温抗折强度和高温抗折强度的影响。结果表明:随着Carbores P加入量的增加,干燥及烧后试样的显气孔率逐渐增大,干燥后试样的体积密度逐渐减小,1 100℃烧后试样的线膨胀率逐渐增大,干燥后试样的常温抗折强度和常温耐压强度以及1 100和1 500℃烧后试样的常温抗折强度变化均不大;1 100和1 500℃烧后试样的体积密度、1 500℃烧后试样的线膨胀率、1 100和1 500℃烧后试样的常温耐压强度、干燥后试样的高温抗折强度等均呈先增大后减小的变化趋势,均在Carbores P加入量为2%(w)时达到了最大。     

硅粉加入量对转炉无水副枪用刚玉-莫来石浇注料性能的影响

为改善转炉无水副枪用浇注料的抗热震性,以质量分数分别为71%的板状刚玉、14%的烧结莫来石、3%的CA80水泥、2%的SiO_2微粉、10%的α-Al_2O_3微粉制备了刚玉-莫来石浇注料试样,研究了硅粉外加量(质量分数分别为0、1%、2%、3%、4%)对不同温度处理后试样性能的影响。结果表明:随着硅粉加入量增加,试样由收缩逐渐变为膨胀,试样的体积密度、常温抗折强度和常温耐压强度略有增加,显气孔率逐渐降低; 1 550℃处理后试样抗热震性能有所增加,且在硅粉加入量为2%(w)时试样的抗热震性最佳,强度保持率为48%。硅粉氧化为SiO_2后与Al_2O_3反应原位生成莫来石产生体积膨胀,在试样内部形成了一定量的微裂纹,提高了试样的抗热震性。     

Si粉氮化法合成Si3N4-SiC材料

以SiC、Si粉和Al2O3微粉为主要原料,羧甲基纤维素(CMC)为临时结合剂,采用氮化反应烧结法合成了Si3N4-SiC材料,主要研究了Si粉的粒度(≤0.074、≤0.044 mm)和加入量(质量分数分别为15%、17%、19%、21%)、烧成温度(分别为1 380、1 400、1 420、1 430、1 440、1 460和1 480℃)、Al2O3微粉添加量(质量分数分别为0、1%、2%、3%、4%,取代相应量的SiC粉)对Si3N4-SiC材料的显气孔率、体积密度、常温耐压强度、常温抗折强度、高温抗折强度及Si3N4含量的影响。结果表明:1)采用粒度较细Si粉的试样具有较高的致密度、常温强度、高温抗折强度和Si3N4含量;随着Si粉加入量的增加,试样的致密度略有增大但变化不大,常温强度和Si3N4含量逐渐增大,而高温抗折强度先增大后减小;2)适当提高烧成温度会明显改善Si3N4-SiC材料的高温抗折强度,但当温度超过1 440℃反而略有下降;3)添加Al2O3微粉对烧后试样的致密度、常温强度和高温抗折强度有益。综合来看,Si粉的适宜添加量(质量分数)为17%,较适宜的烧成温度为1 420～1 440℃,Al2O3微粉的适宜添加质量分数为2%。     

锆砂粒度对ZrO_2-C质耐火材料抗渣性能的影响

浸入式水口的渣线是决定其使用寿命的最重要的部位。应用于该部位的ＺｒＯ2 -Ｃ质耐火材料必须具有优良的抵抗保护渣中ＣａＯ、Ｎａ2 Ｏ、Ｆ等成分侵蚀的能力。而减少渣线部位耐火材料与保护渣之间的接触面积是改善这一性能的有效措施。保持ＺｒＯ2 的质量分数不变 ,按粗∶中∶细粒ＺｒＯ2 砂的质量比为 0∶1∶1、1∶4∶5、3∶4∶3、5∶4∶1和 1∶1∶0的比例分别配制成ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ等 5种试样 ,经过混合、成型和还原气氛烧成后 ,在感应炉中浸入盖有保护渣的 1 550℃的钢水中保持2ｈ ,以测定其抗渣性能。结果表明 :从ａ试样到ｄ试样 ,…     

ZrO_2含量对Al_2O_3-ZrO_2-C滑板性能的影响

钢包滑动水口用滑板多使用高耐剥落性和高耐蚀性的Ａｌ2 Ｏ3 -ＺｒＯ2 -Ｃ质耐火材料。该材料用于Ｃａ处理钢时 ,显示出较高的耐蚀性 ,但用于冶炼一般钢或高氧钢时 ,则出现耐蚀性欠佳的现象。为此 ,研究了ＺｒＯ2 添加量对Ａｌ2 Ｏ3 -ＺｒＯ2 -Ｃ质滑板性能 ,特别是对ＦｅＯ系渣的耐蚀性和耐剥落性的影响。实验选用ＺｒＯ2 含量不同的Ａｌ2 Ｏ3 -ＺｒＯ2 -Ｃ系材料 ,添加Ｓｉ微粉 ,以酚醛树脂做结合剂 ,经混练成型后 ,于还原气氛下烧成。 4种试样的化学组成 (% )和物理性能分别为 :Ａｌ2 Ｏ3 77、81、84、88;ＺｒＯ2 11、6、3、- ;Ｃ均为 7%…     

高炉出铁沟用耐火浇注料

试验采用ＳｉＣ粒度 <1ｍｍ及粒度 <0 .0 74ｍｍ的微粉 ,研究Ａｌ2 Ｏ3 ＳｉＣ质浇注料中不同ＳｉＣ含量对浇注料耐蚀性、耐剥落性、抗氧化性及烧后残存线变化率的影响。结果表明 ,添加 9%ＳｉＣ则可抑制渣的浸润。随着ＳｉＣ含量的增加 ,耐蚀性没有明显差别。 140 0℃加热、空冷 3次热剥落试验表明 ,ＳｉＣ大于 2 7%时 ,龟裂现象减少。但是 ,超过 2 7%时几乎没有太大差别。140 0℃空气中氧化试验结果看出 ,随着加热时间的延长 ,ＳｉＣ添加量大于 2 7%试样的氧化增重与ＳｉＣ添加量的比值比添加14%ＳｉＣ试样的小得多。综上所述 ,从确保材料…     

蜡石粒度组成对铁水包用ASC材料性能的影响

在铁水包用常规Al2O3-SiC-C砖的配料组成中引入不同粒度组成的蜡石,研究了蜡石粒度组成对Al2O3-SiC-C材料加热永久线变化率、显气孔率、体积密度、耐压强度、抗氧化性和抗渣性的影响。结果表明:随着处理温度的升高,各试样的显气孔率先增大后减小,体积密度减小;随着所添加蜡石粒度的减小,试样在1 000和1 400℃埋炭热处理后的永久线变化率减小,常温耐压强度增大,1 400℃时的抗氧化性增强,但1 500℃时的抗侵蚀性降低。     

结合剂对Al2O3-MgAl2O4-SiC-C质铁沟浇注料性能的影响

以电熔镁铝尖晶石(粒度为5～3mm、3～1mm)和电熔白刚玉颗粒(粒度<1mm)以及白刚玉细粉、碳化硅细粉、活性αAl2O3微粉、Si粉和球状沥青等为主要原料,在保持基料的配比不变的条件下分别采用铝酸钙水泥(w,3%) SiO2微粉(w,2%)及ρAl2O3(w,4%)为结合剂,振动成型为Al2O3-MgAl2O4-SiC-C试样,室温养护24h后脱模,分别于110℃24h、1100℃3h和1500℃3h(埋炭)条件下热处理,然后测定试样的体积密度、显气孔率、线变化率、抗折强度、耐压强度和抗渣性。试验结果表明:铝酸钙水泥 SiO2微粉结合的浇注料流动性较好,经110℃24h、1100℃3h和1500℃3h(埋炭)热处理后,试样的显气孔率较小,体积密度较大,常温耐压强度和常温抗折强度优于以ρAl2O3为结合剂的;但是,采用铝酸钙水泥 SiO2微粉作结合剂的试样经1500℃埋炭3h处理后的线变化率较大,试样的高温抗折强度和抗侵蚀性能也明显低于ρAl2O3结合试样的。     

AlF3对莫来石-刚玉质窑具性能与显微结构的影响

以莫来石(3~1mm)和刚玉(≤1mm)为骨料,以α-Al2O3(3~5μm)、硅线石(≤0.045mm)、硅微粉(3~5μm)、粘土(≤0.045mm)为基质料,分别外加0、9%和12%的添加剂AlF3(d50=12.03μm),成型后分别在1700℃和1725℃保温4h烧成,制得莫来石-刚玉质窑具试样,然后检测烧成后试样的显气孔率、常温耐压强度、常温抗折强度和抗热震性能,并采用扫描电镜分析烧成后试样的显微结构。结果表明随着AlF3含量的增加,烧成后试样的显气孔率逐渐增大;引入AlF3后,烧成后试样的常温耐压强度、常温抗折强度和热震后抗折强度保持率均提高,且以外加9%的最高,外加12%的次之;加入AlF3的试样在1725℃烧成后,有类似晶须状的柱状莫来石形成,这有利于其强度和抗热震性能的提高。