刚玉类型对铝锆碳材料性能的影响

分别采用致密刚玉、白刚玉、板状刚玉为主要原料 ,制作铝锆碳试样 ,对其常温性能、高温抗折强度、耐磨性、抗渣侵蚀性、热震稳定性和显微结构进行了对比研究。结果发现 :由致密刚玉配制的铝锆碳试样的综合性能与由板状刚玉配制的试样的基本相当 ,比由白刚玉配制的试样的略好     

刚玉骨料种类对高纯刚玉制品性能的影响

为对比电熔白刚玉和板状刚玉对高纯刚玉砖性能的影响,分别以粒度≤3 mm电熔白刚玉和板状刚玉为骨料,≤75μm的氧化铝粉和d_(50)≈3. 5μm的氧化铝微粉为基质,采用机压成型,分别于1 650、1 700、1 750和1 800℃保温3 h烧成制备了w(Al_2O_3)≥99. 0%的高纯刚玉试样。对两种烧后试样的常温和高温力学性能、高温蠕变性、抗热震性以及抗渣性进行了测定和分析。结果表明:无论是以板状刚玉还是电熔白刚玉为原料的高纯刚玉制品,其最佳烧成温度均为1 750℃;以板状刚玉为骨料制备试样的力学性能更优,抗渣渗透性更好,且试样的抗蠕变性好。分析原因主要为:板状刚玉颗粒结晶小,表面粗糙,骨料与基质的结合性好,显微结构中多为微细、非贯通气孔;电熔白刚玉中存在少量的β-Al_2O_3团聚体析晶物,高温蠕变时形成了较多液相。因此,以板状刚玉为骨料制备的高纯刚玉耐火制品综合性能更优。     

刚玉骨料种类与粒度对刚玉-莫来石材料抗热震性的影响

以莫来石和电熔白刚玉或板状刚玉为骨料,氧化铝粉、氧化硅粉、红柱石粉为基质料,纸浆为结合剂,同时以≤0.15 mm(100目)的刚玉细骨料取代较粗(1～0.15 mm或0.5～0.15 mm)的刚玉骨料,制备了2个系列、不同粒度级配的刚玉-莫来石试样,并分别以抗折强度保持率和弹性模量保持率为评价指标,研究了刚玉骨料种类和粒度对刚玉-莫来石材料性能的影响。结果表明:1)分别以白刚玉和板状刚玉为骨料时,刚玉-莫来石材料热震后的弹性模量保持率与抗折强度保持率并不完全一致;2)以≤0.15 mm骨料代替较粗骨料,虽能提高材料强度,但可能会降低其抗热震性能。分析认为:刚玉-莫来石材料抗临界危险裂纹扩展能力与材料热震强度保持率一致,相对于弹性模量保持率,以强度保持率作为此类材料抗热震性的评价标准更为合适;由于板状刚玉骨料周围残余应力的存在,热震实验后以板状刚玉为骨料的刚玉-莫来石材料具有更高的抗折强度保持率。     

锆英石加入量对莫来石-刚玉材料性能的影响

以板状刚玉、电熔莫来石、Al2O3粉、硅线石和粘土为原料,制备了莫来石-刚玉高温窑具,并研究了锆英石加入量对其力学性能和抗热震性能的影响.试验结果表明,随着锆英石细粉的增加,抗折强度有所下降,抗热震性能有较大改善,当锆英石细粉加入量为12%时,获得较好的热震性能.同时还发现随着烧成温度的升高,试样热震性能出现下降.     

莫来石—刚玉系材料的高温蠕变性能研究

采用单试样递增应力和递增温度方法,研究了莫来石一刚玉系材料的高温蠕变性能。结果表明,材料的高温蠕变性能与相组成和显微结构密切相关;含莫来石和刚玉晶体的两晶相材料的高温蠕变性能优于莫来石或刚玉单晶相材料,并以含莫来石为75%、刚玉为25%的莫来石-刚玉材料的为最好;单晶相材料中,莫来石的高温抗蠕变性能优于刚玉材料。通过分析应力指数(n)和蠕变活化能(△H)等蠕变参数,认为材料的蠕变机理为晶界蠕变机理,即顺着应力方向沿晶界的质点扩散和晶界滑移。     

铝硅凝胶粉对刚玉莫来石气幕挡墙性能和显微结构的影响

以临界粒径为1 mm的板状刚玉为骨料,以白刚玉为细粉,以ρ-氧化铝和硅微粉为结合剂,添加不同量的铝硅凝胶粉,浇注成型制备了中间包用刚玉莫来石质气幕挡墙,研究了铝硅凝胶粉对材料物理性能和孔径分布的影响.结果表明:随着铝硅凝胶粉的加入,试样致密度提高,强度增大;在热处理过程中,凝胶粉反应生成莫来石,体积膨胀,促进致密化,降低气孔孔径;加入较多时,使得试样过烧结.在本实验条件下,铝硅凝胶粉加入4％时,刚玉莫来石气幕挡墙性能较好.     

硅溶胶结合刚玉和刚玉-莫来石浇注料的性能研究

以电熔白刚玉、电熔莫来石、氧化铝微粉、二氧化硅微粉和硅溶胶为主要原料,制备了硅溶胶、二氧化硅微粉结合刚玉浇注料以及硅溶胶结合刚玉-莫来石浇注料,研究了不同温度处理后浇注料的常温性能、冷态和热态抗折强度以及弹性模量等性能,并进行了差热、X射线衍射和显微结构分析。研究结果表明:1)与二氧化硅微粉相比,硅溶胶能够显著提高浇注料800℃以下的抗折强度;硅溶胶结合和二氧化硅微粉结合的机制以及随温度变化的规律基本一致。2)高温下刚玉骨料中β-Al2O3分解产生的Na2O大部分进入液相,使液相中Na2O含量增加,不利于浇注料中原位生成莫来石,并降低材料的高温强度。3)莫来石加入到硅溶胶结合刚玉浇注料中,能显著降低浇注料的弹性模量,借助于高温下液相的传质作用,莫来石彼此连接形成网络,从而增加了浇注料的强度。     

刚玉-莫来石复相高温隔热耐火材料的制备与性能

本研究以白刚玉、氧化铝微粉以及二氧化硅微粉为主要原料,苏州土为结合剂,采用有机-无机复合造孔剂,采用机压法制备刚玉-莫来石复相高温隔热耐火材料。研究结果表明:所制备的刚玉-莫来石复相高温隔热耐火材料的性能优异,孔径分布范围较小,强度高,热导率低,高温性能好,已被国内外知名企业广泛应用。     

聚苯乙烯泡沫球添加量对刚玉-莫来石多孔陶瓷性能与结构的影响

为了制备密度小、高温性能优异的刚玉-莫来石多孔陶瓷,在以莫来石细粉、板状刚玉细粉、α-Al_2O_3微粉、SiO_2微粉为主要原料,硅溶胶和ρ-Al_2O_3为结合剂配制的浆料中,分别添加占浆料体积10%、30%和50%的聚苯乙烯泡沫球为造孔剂,采用振动浇注成型,在1 500℃烧后制备了刚玉-莫来石多孔陶瓷,并探究了聚苯乙烯泡沫球添加量对多孔陶瓷的性能、相组成以及显微结构的影响。结果表明:随着聚苯乙烯泡沫球造孔剂添加量的增加,试样的常温弯曲强度、常温压缩强度、高温抗折强度、容重、热导率均明显下降。聚苯乙烯泡沫球氧化后形成直径约为2 mm的气孔,同时基质中颗粒之间的部分烧结生成了大量的微气孔,且1 500℃热处理后试样中原位生成了大量的莫来石,使得试样在1 500℃热处理后膨胀;当聚苯乙烯泡沫球加入量为浆料总体积50%时,试样的显气孔率达到61%,1 400℃下的高温抗折强度高达2. 64 MPa,满足密度小、高温性能优异的要求。     

硅溶胶结合刚玉-莫来石浇注料的研制及应用

以电熔板状刚玉及莫来石为骨料,以白刚玉粉、α-Al2O3微粉及莫来石粉为细粉,研制了以硅溶胶为结合剂的刚玉-莫来石浇注料.该浇注料已成功应用于武钢铁厂风口处和烧结厂点火炉的炉项及侧墙,有效地简化了干燥和烘烤工艺,缩短了炉衬的烘烤时间.     

电熔法板状刚玉与ALCOA板状氧化铝的比较

对电熔法板状刚玉与ＡＬＣＯＡ板状氧化铝及电熔白刚玉用作基质配料时对产品抗折强度及抗热震性的影响进行了对比研究。     

α-Al2O3含量对刚玉-莫来石材料物理性能的影响

以电熔莫来石、板状刚玉为骨料,加入不同量α-Al2O3细粉,在1600℃保温3 h烧成。检测了试样的体积密度、显气孔率、抗折强度、抗热震性,并结合X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和EDAX分析了试样的显微结构。结果表明,试样在经过1600℃烧成后,随着α-Al2O3微粉含量的提高,试样体积密度和高温抗折强度呈先升高后降低的趋势,耐压强度逐渐降低;α-Al2O3微粉含量为8%的刚玉-莫来石材料,经1600℃烧成后α-Al2O3颗粒长大,分布均匀,结合紧密,形成连续的交错网络骨架结构,具有较好的物理性能。     

电熔镁砂加入量对钢包用铝镁质透气砖性能的影响

为了实现钢包用透气砖的无铬化,以板状刚玉(6～3、3～1、≤1mm)为骨料,板状刚玉细粉(≤0.044mm)、α-Al2O3微粉(≤5μm,d50=2.01μm)、镁铝尖晶石细粉(≤0.044mm)、电熔镁砂细粉(≤0.044mm)为基质,以纯铝酸盐水泥为结合剂,将骨料和基质的质量比固定为70:30,通过研究电熔镁砂细粉加入量(其质量分数1％、2％、3％、4％、5％)对铝镁质透气砖性能的影响,研制了铝镁质透气砖,与铬刚玉质透气砖的性能进行了对比.结果表明:加入质量分数2％的电熔镁砂细粉,试样的力学性能提高,抗热震性增强;进一步增大电熔镁砂细粉的加入量,由于原位镁铝尖晶石的生成量过多,微裂纹发展成为破坏性裂纹,试样的强度急剧降低,体积密度下降,试样的加热永久线变化增大,抗热震性先增强后减小,高温抗折强度下降.通过铬刚玉质透气砖和铝镁质透气砖性能及现场试用情况的对比,认为铝镁质透气砖可代替铬刚玉质透气砖使用,实现透气砖的无铬化.     

真空感应炉流槽用刚玉-尖晶石预制块的研制与应用

真空感应炉流槽所用浇注料寿命一直较低,为此,研制出了一种适合高温真空使用的刚玉-尖晶石质流槽整体预制块。研究结果表明:按照烧结板状刚玉(5～3、3～1和≤1 mm)70%(w),电熔白刚玉粉(≤0.045mm)10%(w),α-Al2O3微粉(≤2μm)8%(w),电熔尖晶石细粉(≤0.045 mm)8%(w),Secar71水泥4%(w),并外加分散剂0.1%(w)和水3.5%～4.5%(w)的配方,经振动成型、室温养护和干燥以及500℃24 h热处理后制成的刚玉-尖晶石质流槽整体预制块,强度高,抗热震性和抗渣性好,在高温下耐真空损毁性能优越,平均使用寿命达32次,完全能够满足12 t真空感应炉生产工艺的要求。     

Thermal Stability of Fused Corundum

A method for determining the relative thermal stability of granular fused materials has been developed. A number of fused corundum materials were tested for thermal stability in comparison to that of tabular alumina.     

刚玉-尖晶石浇注料基质部分最佳配比研究

以致密电熔刚玉为骨料,研究了刚玉-尖晶石浇注料基质中电熔刚玉、电熔镁砂和烧结尖晶石细粉的配比关系,测试了材料的物理性能和抗渣侵蚀性能。结果表明：在电熔刚玉细粉与电熔镁砂细粉之比为72：28,尖晶石细粉加入量为15％时,材料具有合理的线变化率和良好的抗渣性能。     

冲击参数对氧化铝基耐火材料常温耐磨性的影响

参照GB/T18301《耐火材料常温耐磨性试验方法》,分别以标准碳化硅砂(36#)、电熔白刚玉砂(36#)和石油支撑剂用陶粒为磨损介质,采用不同压力(300kPa、448kPa和600kPa)的压缩空气和不同量(1kg、2kg)的磨损介质对普通高铝砖(LZ-65和LZ-75)、高炉用高铝砖、磷酸盐结合高铝砖、高纯刚玉砖、刚玉莫来石砖、铬刚玉砖、赛隆结合刚玉砖、微孔刚玉砖和塑性相复合刚玉砖等10种氧化铝基耐火材料进行了磨损实验。结果表明:(1)随着冲击气体压力的增大,10种材料的磨损量都增加,但由于这些材料在组成和结构上的差异,其磨损量增加的幅度存在明显差异。(2)由于磨损介质的颗粒形状和体积密度不同,在相同的冲击气体压力下,磨损介质的流动速度不同,对材料的磨损量也不同,其中,采用碳化硅时磨损量最大,采用白刚玉时次之,采用陶粒时最小。(3)当磨损介质碳化硅砂用量增加1倍时,材料的磨损量增加,但不同材料的磨损量增加幅度不同,其中微孔刚玉砖和磷酸盐结合高铝砖分别增加了1.84倍和1.26倍,而高纯刚玉砖和高炉用高铝砖增加的不足0.4倍。(4)耐火材料的常温耐磨性能取决于其强度和结构的致密性,强度和致密度较高的材料耐磨性能较好。