MgO原料对MgO—C砖热特性的影响

1 前言 关于MgO-C砖所使用的MgO原料对砖的抗腐蚀性影响的报道有很多,但对热震特性等热特性的影响尚有很多部分未调查。因此本研究以烧结镁砂1种和电熔氧化镁5种为代表,根据热特性对MgO原料的微晶、晶界的大小与MgO-C砖热震特性的相互关系进行了基础研究。     

微孔富镁尖晶石对低碳MgO-C材料性能的影响

分别以微孔富镁尖晶石(5~3和3~1 mm)和电熔镁砂(5~3和3~1 mm)为粗骨料,以<1 mm的电熔镁砂为细骨料,以镁砂粉(≤0.088 mm)、鳞片石墨粉(≤0.088 mm)、金属铝粉(≤0.074 mm)为细粉,以酚醛树脂为结合剂,制备了w(C)=6%的两种低碳MgO-C材料,经220和1 500℃(埋焦炭)热处理后,测定其显气孔率、常温耐压强度、常温抗折强度、加热永久线变化率、抗热震性和抗渣性。结果表明:1)用微孔富镁尖晶石骨料取代普通低碳MgO-C材料中的部分镁砂骨料后,经220和1 500℃热处理后试样的显气孔率均比普通低碳MgO-C试样的大,体积密度均比普通低碳MgO-C试样的小;220℃固化后试样的强度比普通低碳MgO-C试样的小,但1 500℃热处理后试样的强度比普通低碳MgO-C试样的大;1 500℃热处理后试样的加热永久线变化率比普通低碳MgO-C试样的小。2)使用微孔富镁尖晶石骨料代替电熔镁砂骨料能有效提高低碳MgO-C材料的抗热震性,但对低碳MgO-C材料的抗侵蚀性不利。     

催化剂种类对低碳MgO-C耐火材料常温性能的影响

以电熔镁砂、鳞片石墨和Si粉为原料，以掺入硝酸铁、硝酸钴和硝酸镍的酚醛树脂为结合剂，通过原位催化热解酚醛树脂的方法，在氩气气氛下，分别经800、1 100和1 400℃热处理，制备了低碳MgO-C耐火材料。研究了不同催化剂对低碳MgO-C耐火材料常温性能的影响，结果表明：硝酸铁为最佳的催化剂，硝酸铁的引入促进了碳纳米管(CNTs)和SiC晶须的原位生成，提高了耐火材料的力学性能。含硝酸铁的酚醛树脂加入试样时，经1 100℃热处理后其常温抗折强度和常温耐压强度最高。     

电熔镁砂中的杂质对MgO—C砖性能的影响

以使用三种杂质含量不同的镁砂制备的MgO-C砖为对象,调查了因加热而引起的氧化镁配合颗粒的变化及其与抗折强度的关系。     

氧化铝对MgO—C砖致密性的影响

1 前言 MgO-C砖因其具有良好的耐侵蚀性及耐热震稳定性而被广泛地应用于精炼用容器的内衬。在MgO-C砖中,主要研究以提高抗氧化性及强度为目的的各种金属的添加,以及其效果的提高。在MgO-C砖中添加Al等金属时,由于MgAl_2O_4、Al_4C_3、AIN的生成而使组织致密化。MgAl_2O_4的生成过程是Al与气氛中的CO气体反应,生成Al_2O_3和碳,其后与MgO反应生成MgAl_2O_4,此时伴随着较大的重量增加和体积增加而使组织致密化。另外,Al在从800℃到1300℃的较低温度区域就可还原MgO,这时由于添加Al,重量减少,得不到致     

镁质弥散型透气砖高温抗折强度的研究

本文采用四因素三水平正交设计表,研究了不同加入量电熔镁砂(0.2～0 mm)(质量百分含量,下同)(0％、3％、6％)、α-Al2O3微粉(0.044 mm,5％、8％、10％)、电熔镁砂细粉(0.044 mm,2％、4％、6％)和Cr2 O3细粉(0.044mm,0％、1％、2％)对中间包镁质透气砖高温抗折性能的影响.研究结果表明:在实验条件下,四种材料对镁质透气砖高温抗折强度的影响大小顺序是:电熔镁砂(0.2 ～0 mm)＞工业氧化铬粉＞电熔镁砂细粉＞α-Al2 O3微粉;其中(0.2～0 mm)电熔镁砂和Cr2O3粉对镁质透气砖的高温抗折强度有显著的影响,电熔镁砂细粉对镁质透气砖的高温抗折强度有一定的影响,而α-Al2O3微粉的影响则很小.从镁质透气砖的高温抗折强度来考虑:方案A3B2C2D2为最佳的方案.     

低碳MgO—C砖中添加金属的效果

1 前言 作为炼钢炉内衬耐火材料被广泛使用的MgO-C砖的含碳量一般为10％～20％左右,但由于近年来钢水中含碳量的上升,换言之,为了提高钢材的质量,低碳材质的适用性研究一直在进行中。这里作为低碳材质基础研究的一个环节,关于MgO-C砖中添加金属Al的情况,主要就对砖的成分的影响进行了调查,报告如下。 2 试验方法 试验使用的MgO-C砖是:石墨的添加量分别为4％、10％2种和金属铝粉添加量分别为0％、2％、4％3种,并分别制成低气孔率(4％)和高气孔率     

温度对低水泥自流浇注料机械性能的影响

用含高铝矾土／电熔棕刚玉50％、SiC15%、煅烧氧化铝15％、活性氧化铝10％、铝酸钙水泥（CAC）5％和SiO2超微粉5％制成的浇注料试样进行物理机械性能试验，试样分别经过110℃、1000℃和1500℃热处理用X射线衍射（XRD）和电子扫描显微技术（SEM）进行观察。气孔率较高的高铝质试样，与刚玉质试样相比，它的抗折强度和常温耐压强度更高。两种材质的试样都是1000℃烧后比1500℃烧后的耐压强度大。这种情形在抗折强度试验中却只在电熔刚玉质试样中发生，高铝质试样并没有看到这种情况。还发现在1000℃和1500℃时的高温抗折强度，高铝质试样均比刚玉质高，通过XRD观察表明导致高铝质试样这种性能的原因可能是有新物相的生成和微气孔的分布。     

Al-Si复合Al_2O_3-β-SiAlON-C材料加热过程中性能、相组成和显微结构的变化

以电熔白刚玉(≤0.5、≤0.088和≤0.045 mm)、熔融石英(≤0.5 mm)、鳞片石墨(≤0.15 mm)、矾土基β-SiAlON(≤0.088 mm)、Al粉(≤0.074 mm)和Si粉(≤0.074 mm)为主要原料,以热固性酚醛树脂为结合剂,制成25 mm×25 mm×125 mm的Al-Si复合Al2O3-β-SiAlON-C试样,经200℃固化24 h后,分别在800、1 000、1 200、1 400和1 600℃下埋炭(石墨)保温3 h,冷却后测定其体积密度、显气孔率、常温耐压强度、常温抗折强度、高温抗折强度和抗热震性,并进行XRD和SEM分析.结果表明:1)随着热处理温度的升高,Al-Si复合Al2O3-β-siAlON-C试样的显气孔率均下降,体积密度、常温耐压强度、常温抗折强度、高温抗折强度、热震后残余抗折强度均逐渐提高,但其抗折强度保持率在经1 000℃热处理后最高,随后逐渐降低;2)在高温还原气氛的热处理过程中,试样中的Al、Si与C(CO)或N2反应,原位生成了AlN、β-SiC、Al4C3和β-SiAlON等非氧化物,对试样具有填充气孔及增强增韧的作用.     

添加金属对MgO—C砖的影响

1 前言 一般来说,往MgO-C砖中添加Al,由于生成尖晶石、Al_4C_3、AlN而使组织致密。尖晶石的生成是由于Al与气氛中的CO气体反应所致,此时伴随着重量的大量增加,但是Al将MgO还原生成尖晶石时,伴有重量的减少而无法致密。本文就有关Al添加量及充填密度不同的MgO-C砖在碳中烧成时由添加Al而产生的致密化效果进行了研究。     

ZrO_2加入量对刚玉-尖晶石浇注料性能的影响

以板状刚玉颗粒(6～3、3～1和≤1 mm)为骨料,电熔白刚玉粉(≤0.088和≤0.044 mm)、电熔尖晶石细粉(≤0.044mm)、α-Al2O3微粉(≤5μm,d50=1.2μm)、纯铝酸钙水泥、单斜氧化锆(≤15μm,d50=6.2 μm)为基质,按骨料与基质质量比为70:30配料,基质中纯铝酸钙水泥的加入量(质量分数,下同)为3%、α-Al2O3微粉为6%、电熔尖晶石细粉为10%,用单斜氧化锆等量替代电熔白刚玉细粉,其加入量分别为0、2%、4%、6%和8%,加水混匀后振动浇注成25 mm×25 mm×125 mm的试样,于室温下养护24 h后脱模,经110℃24 h烘干后,分别经1 100、1 500、1 600℃热处理3 h.对各温度热处理后试样进行了常温物理性能、热态抗折强度、抗热震性能检测,并利用SEM对部分试样于1 400℃高温抗折强度试验后的断口形貌进行了分析.结果表明:(1)随ZrO2加入量的增加.刚玉-尖晶石浇注料于1 500和1 600℃处理后的常温抗折强度降低,显气孔率升高,故ZrO2的加入对材料的烧结性略有负面影响.(2)随zrO2加入量的增加,1 600℃处理后试样的热态抗折强度下降,但热态抗折强度在1 000℃以前变化较小,1 000℃以后明显降低.(3)ZrO2的加入改善了试样的抗热震性能,其质量分数为2%时,1 100℃水冷1次和3次后的强度保持率和残余强度最大.(4)本试验范围内ZrO2的最佳加入量为2%.     

添加树脂粉和沥青粉对MgO-C砖性能的影响

为提高MgO-C砖的使用性能,从改善其常温和中高温处理后的物理性能、抗热震性能以及降低高温热膨胀等方面出发,分别研究了添加1%(w)的树脂粉和沥青粉(Carbores P)时,对碳含量为14%(w)的MgO-C砖性能的影响。结果表明:添加树脂粉对提高MgO-C砖烘干后的强度最为有利,但对砖中高温处理后的物理性能、抗热震性能以及抗氧化性能等方面影响不大;添加Carbores P可有效提高MgO-C砖中高温处理后的强度、高温抗折强度和抗热震性能,同时还可以降低其高温下的热膨胀性能。     

金属添加物对MgO-C砖抗侵蚀性的影响

含有硼化物的MgO-C砖的抗侵蚀性的提高取决于金属添加物,如:Al、Al-Mg合金。采用纯度为99%的电熔镁砂以及纯度为98%的石墨作为MgO-C砖的主要组分;将铝粉、镁铝合金粉、硼化物作为添加物加入到MgO-C砖基质中。具体配料组成(w):电熔镁砂75%、石墨21%、硼化物为0.5%、Al和Al-Mg合金合量为4%(其中Al为4%、2.5%、1.5%、1%、0,对应Al-Mg合金分别为0、1.5%、2.5%、3%、4%)。用m(CaO)/m(SiO2)=3.4的转炉渣于1750℃5h做回转抗渣试验。试验结果表明:MgO-C砖抗侵蚀性的提高随着Al-Mg合金加入量的增加而提高,特别是当试样中含有4%的Al-Mg合…     

加入碳纤维对铝碳耐火材料性能及显微结构的影响

为了提高铝碳耐火材料的性能,以电熔白刚玉(3~1、≤1 mm)为骨料,电熔白刚玉(≤0.074 mm)、鳞片石墨(≤0.15 mm)为基质,Si粉为抗氧化剂,热固性酚醛树脂为结合剂,碳纤维为添加剂,制成铝碳耐火材料,研究了碳纤维添加量对相组成、显微结构、常温物理性能、高温抗折强度和抗氧化性能的影响。结果表明:1)经220℃处理后,碳纤维与树脂结合紧密;1 100℃处理后,碳纤维与树脂之间存在一定的间隙,碳纤维表面未蚀变,但其表面有少量碳化硅晶须生成;1 400℃处理后,碳纤维表面发生蚀变,形成C-Si系物质,同时其表面形成大量碳化硅晶须;2)碳纤维在不显著改变铝碳耐火材料显气孔率和体积密度的基础上,能显著提高试样经220℃和1 400℃处理后的常温耐压强度和抗折强度及1 400℃下的高温抗折强度;3)碳纤维的加入使铝碳耐火材料抗氧化性能下降。     

纳米Al2O3对刚玉质耐火材料结构和性能的影响

在以板状氧化铝、电熔白刚玉、烧结氧化铝微粉为主要原料的刚玉质耐火材料中通过机械混合法和前驱体(铝溶胶)法引入0、0.5%、1.0%、1.5%和2.0%(质量分数,下同)的纳米Al2O3,混练均匀后,以180MPa的压力压制成125mm×25mm×25mm的试样,于120℃干燥12h后,在硅钼棒电炉中于不同温度(1400℃、1500℃、1600℃和1650℃)下保温4h烧成,然后测定烧成后试样的体积密度、显气孔率、常温抗折强度和高温抗折强度,并采用SEM分析烧成后试样的显微结构。结果表明:以前驱体法引入纳米Al2O3对材料性能的优化效果明显好于机械混合法;在相同的工艺条件下,加入1.5%的纳米Al2O3对提高烧成试样的体积密度、常温抗折强度和高温抗折强度作用最明显;当纳米Al2O3加入量超过1.5%时,烧成试样的强度迅速降低。     

骨料对Al2O3-SiC-C铁沟浇注料性能的影响

为降低铁沟浇注料的原料成本和促进固体废弃物的资源再利用,分别以还原刚玉质骨料和棕刚玉骨料,在其他实验条件相同的前提下,制备了两种Al2O3-SiC-C质铁沟浇注料试样,研究对比了两种骨料对浇注料的性能的影响.结果表明:(1)试样分别经110℃和1100℃热处理后,以还原刚玉为骨料的试样(编号为1#)的体积密度皆低于以棕刚玉为骨料的试样(编号为0#),其显气孔率皆高于试样0#的;经1500℃热处理后,试样1#的体积密度高于试样0#的,其显气孔率低于试样0#的;经110℃、1100℃热处理后,试样1#的常温抗折强度皆高于试样0#的,而常温耐压强度表现则相反;经1500℃热处理后,试样1#的常温抗折强度和常温耐压强度皆高于试样0#的.(2)还原刚玉骨料玻璃相含量较高,致使试样1#的高温抗折强度低于试样0#的.(3)与试样0#相比,试样1#的抗侵蚀性较差,抗渗透性较好.综合考虑还原刚玉的各项性能可知,还原刚玉有望作为骨料替代棕刚玉在高炉出铁沟浇注料中的使用.     

氧化镁和铬矿原料特性对水泥窑用镁铬砖物理性能的影响

通过试验,研究了氧化镁和铬矿原料特性对水泥窑用镁铬砖物理性能的影响。结果表明,电熔镁砂的高温抗折强度比烧结镁砂的高;在化学蚀损后,存在一定量的Ｃｒ２Ｏ３,且Ａｌ２Ｏ３／Ｆｅ２Ｏ３高的铬砖具有高的耐蚀性。     

活性MgO和铝酸钙水泥结合刚玉-尖晶石浇注料性能对比

为改善刚玉-尖晶石浇注料的性能，以板状刚玉、活性氧化铝、烧结镁砂细粉为主要原料，分别以活性MgO和铝酸钙水泥(CAC)为结合剂制备了刚玉-尖晶石浇注料，对比了二者对1 600℃煅烧3 h后试样的显气孔率、烧后线变化率、常温抗折强度、常温耐压强度和抗CaO-Al₂O₃-Fe₂O₃-SiO₂(CAFS)渣侵蚀性能的影响。结果表明：经1 600℃热处理后，与CAC结合的刚玉-尖晶石浇注料相比，活性MgO结合的刚玉-尖晶石浇注料的常温抗折强度和常温耐压强度较低，但其体积稳定性、对CAFS渣的抗侵蚀性和抗渗透性显著提高。     

用后Al2O3-SiC-C砖的回收再利用

对铁水包和混铁车用后的Al2O3-SiC-C(简称ASC)砖进行再生处理,然后以高铝矾土熟料、电熔刚玉、叶蜡石、SiC粉和鳞片石墨为原料,分别掺加质量分数为10％、20％、30％的Al2O3-SiC-C再生料制备了铁水包用和混铁车用再生Al2O3-SiC-C砖.与原砖相比,再生砖的体积密度和常温耐压强度较高,显气孔率较低,而高温抗折强度、抗氧化性、抗渣性与原砖的差距不大.过多添加ASC再生料对再生Al2O3-SiC-C砖的高温抗折强度和抗渣侵蚀性能不利,以统料形式添加时,混铁车用Al2O3-SiC-C衬砖中ASC再生料的添加量(w)不宜超过30％.     

氧化镁在铝硅系耐火材料中的应用研究

以铝矾土为主要原料,铝酸钙水泥、硅微粉为结合系统,分别研究了不同添加量的氧化镁对矾土基喷涂料性能的影响.试样自然干燥24 h脱模后,再经110 ℃烘干24 h,分别于1 000 ,1 300,1 500 ℃热处理3 h.检测各温度热处理后试样的线性变化率(P.L.C)、体积密度(B.D)、抗折强度(M.O.R)、耐压强度(C.C.S)以及试样的热膨胀系数、耐磨性能和抗热震性能.结果表明,随着氧化镁添加量的增加,试样经过110 ℃烘干后的体积密度逐渐下降,抗折强度和耐压强度随之减小;但经过1 300 ℃和1 500 ℃热处理后,试样的体积密度逐渐增大,抗折强度和耐压强度随之增大.经过1 300 ℃热处理后,试样中添加氧化镁有利于提高耐磨性能.试样中添加氧化镁后增大了试样的热膨胀系数.添加适量的氧化镁可提高试样的抗热震性能.