不同酸碱性SiO_2微粉在铝硅系不定形耐火材料中的应用

为了研究化学性质不同的SiO2微粉在铝硅系不定形耐火材料中的应用,以焦宝石为主要原料,铝酸钙水泥为结合系统,分别研究了不同酸碱性的SiO2微粉对铝硅系不定形耐火材料性能的影响。试样自然干燥24h脱模后,再经110℃烘干24h,分别于600℃、800℃、1000℃和1300℃热处理3h。检测各温度热处理后含有不同酸碱性SiO2微粉试样的线变化率、体积密度、常温抗折强度、常温耐压强度、常温耐磨性能、热膨胀系数和抗热震性能。结果表明,在力学性能方面,铝硅系不定形耐火材料中引入酸性SiO2微粉的试样比引入弱碱性SiO2微粉的试样具有更大的体积密度,更高的常温抗折强度、常温耐压强度和更好的常温耐磨性能。在热学性能方面,铝硅系不定形耐火材料中引入弱碱性SiO2微粉的试样比引入酸性SiO2微粉的试样具有更低的热膨胀系数和更优良的抗热震性能。     

膨润土对焦宝石基浇注料性能的影响

以焦宝石为主要原料,铝酸钙水泥、硅微粉为结合系统,研究了膨润土对焦宝石基浇注料性能的影响。试样自然干燥24h脱模后,再经110℃烘干24h,分别于1000℃和1300℃热处理3h。检测不同热处理温度后试样的线变化率、体积密度、常温抗折强度、常温耐压强度以及试样的热膨胀系数和抗热震性能。结果表明:在焦宝石基浇注料中添加膨润土会减小材料的体积密度,增大材料的线收缩率。试样中添加膨润土后减小了试样的热膨胀系数,降低了试样的常温抗折强度和常温耐压强度。添加适量的膨润土可提高试样的抗热震性能。     

莫来石-碳化硅-堇青石复合材料的制备

以莫来石、堇青石、碳化硅、矾土为主要原料,铝酸钙水泥、硅微粉为结合系统,制备了莫来石-碳化硅-堇青石复合材料,并与莫来石-碳化硅材料进行了对比。试样自然干燥24h脱模后,再经110℃烘干24h,分别在空气气氛下于1000℃、1300℃和1500℃热处理3h,检测各温度热处理后试样的体积密度、常温抗折强度、常温耐压强度以及试样的热膨胀系数、常温耐磨性能和抗热震性能。结果表明,莫来石-碳化硅-堇青石材料的体积密度小于莫来石-碳化硅材料的体积密度;常温抗折强度和耐压强度小于莫来石-碳化硅材料的常温抗折强度和耐压强度,只有经过1500℃热处理后的常温抗折强度大于莫来石-碳化硅材料的常温抗折强度。在莫来石-碳化硅材料中添加堇青石会降低材料的常温耐磨性能。莫来石-碳化硅-堇青石材料试样的热膨胀系数小于莫来石-碳化硅材料试样的热膨胀系数,抗热震性优于莫来石-碳化硅材料。     

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。     

碳化硅粉添加量对碳素炉用硅砖性能的影响

以优质硅石为原料,加入不同含量的碳化硅粉压制成型,在1 450℃下制备硅砖试样,分析了添加不同含量碳化硅粉对硅砖材料性能的影响。结果表明,当碳化硅粉添加量为2%时,制备的硅砖显气孔率为18.0%,体积密度1.88 g/cm~3,常温耐压强度和荷重软化温度分别达到73.6 MPa和1 710℃;随着碳化硅含量的增加,烧后线变化率相差不大;当其含量3%时,试样开始出现黑心现象。在本试验条件下,碳化硅粉最佳添加量为2%。     

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。     

热处理对矾土-红柱石-腊石喷涂耐材性能的影响

以矾土骨料及细粉、腊石、红柱石为主要原料,铝酸钙水泥、硅微粉为结合系统,研究了不同热处理温度对矾土-红柱石-腊石喷涂耐火材料性能的影响。试样自然干燥24h脱模后,经110℃烘干24h,再分别于1000℃、1300℃和1500℃热处理3h。检测各温度热处理后试样的体积密度、线变化率、常温抗折强度、常温耐压强度、常温耐磨性和热膨胀系数。结果表明:矾土-红柱石-腊石喷涂耐火材料热膨胀系数在925℃时出现最大值(8.83×10-6/℃);随着热处理温度的提高,矾土-红柱石-腊石喷涂耐火材料的体积密度减小,线变化率先收缩后膨胀;经过1000℃、1300℃和1500℃热处理后,矾土-红柱石-腊石喷涂料的常温抗折强度逐渐增大,常温耐压强度先增大后减小。     

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。     

高强致密高导热硅砖的研制

以致密的结晶硅石为主要原料,以二氧化硅微粉、碳化硅微粉为添加剂,以石灰乳和亚硫酸纸浆废液为结合剂,采取颗粒料整形、结合剂混磨加入、复合添加剂、调整添加剂加入顺序等措施,提高硅砖致密度从而提高硅砖的强度及导热系数。结果显示,硅砖气孔率降低到17.9%,耐压强度提高到53.4 MPa,导热系数提高到2.46 W/(m·K)。     

膨润土添加量对焦炉用硅砖性能的影响

针对目前焦炉用硅砖性能要求越来越高的现状,以优质结晶硅石为原料,膨润土为添加剂,压制成型,在1 460℃下制备硅砖试样,并研究了添加不同含量膨润土对硅砖材料性能的影响。结果表明:膨润土的添加量控制在一定范围时,硅砖常温性能指标变化不大,但硅砖的热膨胀率显著降低。     

氮化硅铁对无水炮泥性能影响的研究

根据无水炮泥的基本配合比,分别用不同比例的氮化硅铁替代其中的刚玉作基质料,在埋炭条件下经110℃×24 h,900℃×2 h处理,以及在通氮气条件下经1500℃×2 h煅烧后,分别检测和分析了试样的物理性能。结果显示,试样的烘干强度最大,中温强度最低,高温强度介于两者之间。随着氮化硅铁含量从4%递增到12%,试样经过1500℃高温处理后,其常温耐压强度和抗折强度均呈递增趋势,当氮化硅铁含量为10%时达到最大值,体积密度则呈下降趋势,同时试样的抗渣渗透性能和抗渣侵蚀性能得到了提高,试样的钻孔开口时间逐渐缩短。     

二氧化硅微粉对镁质浇注料的性能影响研究

实验以镁砂作为主要原料,硅微粉为结合剂,研究了硅微粉的加入量对镁质浇注料性能的影响。在110℃×24 h烘干,1100℃×3 h、1500℃×3 h烧成制度下,通过改变硅微粉的加入量,测试和分析了试样的物理性能。结果表明:110℃×24 h,3%二氧化硅微粉的加入可明显改善镁质浇注料的性能,体积密度和耐压强度最大:2.78 g/cm3和53 MPa;1100℃×3 h条件下,二氧化硅微粉的加入对镁质浇注料的性能改善不明显;1550℃×3 h条件下,由于材料的烧结作用,体积密度和耐压强度普遍提高,试样的侵蚀指数随二氧化硅微粉加入量的增大而增大。     

粒度组成对高铝质低水泥浇注料性能的影响

以三聚磷酸钠为分散剂,以特级高铝矾土熟料为骨料和细粉,加入5%的SiO2微粉,骨料的配方选取合适的粒度分布系数(q值取0.26～0.30)制备试样.分别测定了在烘干(110℃×24h)和中温处理(1100℃×3h)后试样的显气孔率,体积密度,抗折强度和耐压强度.结果表明,粒度组成对浇注料性能有显著的影响,对于该试验所选用的耐火原料,当q值取0.28时,浇注料的性能最好,尤其是中温处理后试样的强度增加更为显著.     

原位生成六铝酸钙对刚玉质多孔材料结构和性能的影响

为解决多孔透气材料力学强度与透气性能两者之间的矛盾, 以纯铝酸钙水泥为钙源, 在刚玉质多孔材料中原位生成六铝酸钙相, 研究了六铝酸钙生成量对多孔材料显微结构、物相组成及物理性能的影响。结果表明: 在1700℃保温3 h处理后, 添加纯铝酸钙水泥的试样中均有板状片六铝酸钙生成。当纯铝酸钙水泥添加量(质量分数)不超过3%时, 六铝酸钙的原位生成不仅提高了多孔材料的常温耐压强度和高温抗折强度(1400℃保温0.5 h), 还能改善材料的透气性能; 继续增加纯铝酸钙水泥的加入量, 多孔材料的上述性能降低。当纯铝酸钙水泥添加量(质量分数)为3%时, 试样常温耐压强度为33.6 MPa, 高温抗折强度为6.2 MPa, 达西渗流系数及非达西渗流系数分别为2.54×10-10 m2和1.46×10-6 m。     

红外辐射多孔陶瓷的研制

为了研制1种新型轻质热工材料——红外辐射多孔陶瓷,研究了其配方组成及制备工艺,对材料的微观结构、气孔的尺寸和分布、气孔率、体积密度、导热系数、机械性能及热发射率分别进行了测定。结果表明:采用发泡和添加造孔剂相结合的制备工艺,可获得孔径小且分布均匀,具有优良绝热性能及较高常温耐压强度的红外辐射多孔陶瓷材料,且掺入由过渡族氧化物组成的高辐射率材料,可使该材料在整个红外辐射波段都具有很高的发射率。     

红柱石加入量对莫来石-刚玉材料性能的影响

研究了不同粒度的红柱石加入量对莫来石一刚玉复合材料的烧后线变化率、气孔率、体积密度、常温耐压强度及热膨胀性能的影响。     

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.     

氧化铬细粉粒度对铬铝锆砖性能的影响分析

为了改善水煤浆加压气化炉用铬铝锆砖的物理性能及抗煤熔渣渗透性能,提高其使用寿命,固定基质中氧化铬细粉的量不变,改变Cr2O3细粉的粒度,研究了中位径(D50)分别为5μm、10μm、25μm和40μm的Cr2O3细粉的加入对铬铝锆砖体积密度、常温强度、高温抗折强度、热震稳定性及抗煤熔渣侵蚀性的影响。结果表明:本实验条件下,Cr2O3细粉粒度对试样体积密度的影响较小;随Cr2O3细粉粒度的增大,试样的常温抗折及耐压强度、高温抗折强度先增加后降低,热震后残余强度及残余强度保持率增加;加入的Cr2O3细粉的粒度为25μm时,试样的物理性能及抗渣渗透性较好。     

氧化镁对氧化铝空心球隔热制品性能的影响

以氧化铝空心球和烧结氧化铝微粉为主要原料,制备氧化铝空心球隔热制品。研究了氧化镁以轻烧氧化镁粉、含镁氧化铝空心球的形式引入对试样抗热震性及其它性能的影响。结果表明:随轻烧氧化镁细粉和富铝尖晶石空心球的引入,材料的抗热震性明显提高,当轻烧氧化镁的加入量为5%,富铝尖晶石空心球加入量为25%时,能够显著提高材料的抗热震性;引入氧化镁的隔热制品,其体积密度和常温耐压强度稍有下降,烧成线变化率变大,荷重软化温度、重烧线变化率相差不大,而热导率降低了23%。     

钛铝酸钙加入量对铝镁浇注料性能的影响

为了研究钛铝酸钙替代或部分替代高铝骨料对铝镁浇注料性能的影响,用粒径为5～3 mm、3～1 mm的钛铝酸钙分别替代铝镁浇注料中相同粒级的A85高铝矾土(浇注料中钛铝酸钙质量分数分别为0%、4%、8%、12%、16%、20%,换算成钛铝酸钙对高铝矾土的替代率则分别为20%、40%、60%、80%和100%)。经过配料、混炼、震动成型、养护、干燥后,再分别经110℃×24 h、1 200℃×3 h、1 550℃×3 h处理,检测试样的常温抗折强度、常温耐压强度、气孔率、体积密度和抗渣性等性能。结果表明:钛铝酸钙对高铝矾土替代率为60%时,浇注料的综合性能指标最优。