机械合金化制备纳米晶Fe-Si合金的研究

采用Fe-6．5％Si合金粉与Si-22％Fe合金粉末，经机械合金化制备了Fe-13．95％Si固溶体合金。由碰撞频率、速率与球磨工艺条件的理论关系推导出了球料比的最佳值。利用XRD、SEM和EDX手段对球磨后的Fe—Si粉体进行了结构、形貌及成份表征。结果表明：混合粉体球磨12h可实现机械合金化，合金化的粉体为α—Fe（Si）过饱和固溶体，颗粒尺寸为0．5～15μm，显微组织为纳米晶结构，平均晶粒尺寸约为18nm。     

气幕挡墙中间包夹杂物去除的水模型研究

以连铸1500mm×250mm板坯的中间包为原型,几何相似比1/3,采用自制多孔透气砖进行中间包底吹气的水模型试验。结果表明,气幕挡墙中间包中,夹杂物通过斯托克斯机理上浮,气泡吸附和钢液上扬流动而上浮去除;当吹气量≥0.08m~3/h,距入口中心533～800mm处形成有效的气幕挡墙,显著改善钢液流动性,夹杂物去除率由不吹气的44.86%增加至72.86%,并改善小颗粒夹杂物的去除。工业试验表明,采用气幕挡墙,使T[O]降低12%以上。     

六流中间包场协同分析及流场优化

采用场协同理论分析了连铸中间包内钢液流场与温度分布之间的关系,并对钢厂六流中间包进行了数值模拟计算。结果表明,当中间包不采用控流装置时,大部分区域钢液流场与温度梯度场协同性好,钢液温度梯度大,最大温差达27 K,出口最大温差达3 K,(火积)耗散值大,各出口RTD(停留时间分布)曲线相差较大;当中间包内设置斜孔挡墙后,钢液流场与温度梯度场间的协同程度降低,钢液温度分布较均匀,最大温差为12 K,各出口最大温差仅为0.3 K,(火积)耗散值降低了57.6%,各出口RTD曲线近似。     

烧成条件对Al2O3-C材料微结构与性能的影响

研究了不同的烧成温度及保温时间对Al2O3-C材料物理性能的影响,采用压汞仪和扫描电镜分析了其微观结构以及相组成的变化规律.结果表明,在实验温度范围内,低温烧成或低温条件下适当延长保温时间,有利于材料中SiC晶须的生成和生长发育,因此材料的显气孔率、体积密度、冷态耐压强度、热态抗折强度较高温条件下烧成的优越;提高烧成温度,SiC晶须发生继续氧化,导致SiC晶须数量减少,质量变差,并且硅-碳-氧反应可能更倾向于形成硅氧化物以及气体,这些气体物质逸出使材料的气孔增多,显气孔率增大,但同时也使材料中d＜1 μm的微气孔率增加.     

超细炭素原料对Al2O3-ZrO2-C材料性能及微孔结构的影响

研究比较了粒度＜25 nm的炭黑A、粒度＜50 nm的炭黑B及粒度＜0.147 mm的鳞片石墨3种炭素原料对铝锆碳滑板材料的性能及微孔结构的影响,并采用扫描电镜观察材料中原位生成SiC晶须的显微结构变化.结果表明由于炭黑A和炭黑B的粒度细,它们在烧结过程中与硅粉更容易发生反应原位生成SiC晶须;SiC晶须发育良好,填充气孔,使试样中直径d＜1μm的微孔数量大大增加,同时提高了试样的强度.因此,添加炭黑A、炭黑B的试样的性能优于添加鳞片石墨的,而以添加炭黑A的最好.     

连铸中间包用耐火材料冲蚀的数值模拟

建立了中间包内钢液-夹杂物两相流对耐火材料冲蚀的数学模型,并对设置有湍流控制器、挡渣堰、挡渣坝中间包耐火材料的冲蚀特性进行了数值模拟计算。计算结果表明,中间包内冲蚀率最大的位置在湍流控制器内,其次是注入区近渣线处包壁、挡渣堰与挡渣坝迎向钢液流动一侧壁面,其他区域耐火材料的冲蚀很小,可以忽略不计。     

纳米氧化铝超塑性及其对轻量刚玉材料微结构的影响

高温工业炉衬耐火材料轻量化可大大降低工业窑炉能耗,对整个高温工业节能减排具有举足轻重的意义,也是目前国内外本领域所关注的重要课题,其关键在于形成大量微纳米封闭气孔。本文采用高温弹性模量、高温应力-应变等测试手段,首先对不同晶型纳米氧化铝的超塑性进行了对比研究;基于优势晶型纳米氧化铝超塑性,引入纳米铝溶胶,通过构建纳-微米双尺度烧结模型,制备了轻量刚玉材料。结果表明:与普通氧化铝微粉相比,纳米氧化铝表现出更好的高温超塑性,其中,纳米γ-Al_2O_3较为显著,其应变量为普通氧化铝微粉的3倍;引入纳米铝溶胶,发挥纳米氧化铝超塑性,可使材料闭口气孔率增加,体积密度降低,晶内气孔数量增加,制备出显气孔率较低、闭口气孔率较高、平均孔径较小的轻量微孔刚玉材料。     

添加CaAl4O7-MgAl2O4对低碳镁碳砖抗热震性的影响

在以93％(w)镁砂、3％(w)铝粉、4％(w)石墨、外加4％(w)酚醛树脂为基础配方的低碳镁碳砖组成中,采用CaAl4O7-MgAl2O4复合材料为添加剂等量取代镁砂,研究其加入量(其质量分数分别为2％、4％、6％、8％)对低碳镁碳砖抗热震性的影响.结果表明:随着添加剂加入量的增大,低碳镁碳砖的热膨胀系数、弹性模量(E)及高温抗折强度(Re)基本上均呈下降趋势,而抗热震性Re/E指数增大.因此,添加CaAl4O7-MgAl2O4有利于提高低碳镁碳砖抗热震性;但添加过量时,对抗热震性不利,以添加6％(w)为宜.     

不定形耐火材料节能化研究进展

针对耐火材料存在的高能耗问题,介绍了近年来国内外在不定形耐火材料原料与产品方面所开展的节能化研究工作,指出了不定形耐火材料节能化发展方向。     

低硅CaO-Al2O3渣对铝镁质浇注料的侵蚀

低密度高强化是钢铁材料的重要发展方向.由于低密度高强钢冶炼用低硅CaO-Al2O3系炉渣会不可避免地与现行铝镁质耐火材料发生反应,严重影响钢的安全高效熔炼及其品质提升.针对这一问题,采用静态坩埚法开展铝镁质浇注料的抗低硅CaO-Al2O3渣蚀实验,探究Al2O3含量变化对耐火材料渣蚀的影响规律,得到以下结论:低硅CaO...