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.     

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.     

镁砂临界粒度和颗粒级配对镁质弥散型透气材料性能的影响

为了进一步完善中间包用镁质弥散型透气元件的性能,以电熔镁砂颗粒(粒度1~0.5、1.5~0.5和2~1 mm)、高纯镁砂粉(≤0.074 mm)、铝镁尖晶石粉(≤0.074 mm)、α-Al2O3粉(≤0.074 mm)为主要原料,亚硫酸纸浆废液为结合剂,按不同的粒度级配(配料中≤0.074 mm的细粉质量分数分别为6%、13%、20%和27%)配料、混料后经机压成型,然后经1 650℃下保温3 h烧成制备了镁质弥散型透气试样,并研究了镁砂临界粒度(分别为1、1.5和2 mm)和颗粒级配对试样透气度、高温抗折强度、体积密度和显气孔率、常温抗折强度、常温耐压强度以及显微结构中气孔孔径的影响。结果表明:随着镁砂颗粒临界粒度的增加,试样的常温强度、高温抗折强度和体积密度均减小,气孔率和透气度增大;随着配料中≤0.074 mm细粉含量的增加,试样的常温强度、高温抗折强度、体积密度均增大,气孔率和透气度减小。综合各项性能认为,电熔镁砂骨料(粒度为1~0.5 mm)含量为80%(w),细粉(≤0.074 mm)含量为20%(w),是镁质弥散型透气材料的最佳配比。     

α-Al2O3及亚白刚玉粉对镁质浇注料物理性能的影响

以高纯镁砂(8～5mm,5～3mm,3～1mm)和电熔镁砂(≤1 mm)为骨料,电熔镁砂细粉、α-Al2O3微粉、亚白刚玉粉、镁铝尖晶石细粉及uf-SiO2微粉为基质,按骨料:细粉=70:30进行配制镁质浇注料.实验中用5%、10%、15%、20%的α-Al2O3与亚白刚玉粉组成的混合物取代等量的镁砂细粉,研究了添加物对镁质浇注料物理性能的影响.     

加入α-Al_2O_3和Cr_2O_3对镁质材料性能的影响

以烧结镁砂、镁铝尖晶石、电熔镁砂细粉、活性α-Al2O3粉和Cr2O3粉为原料,以亚硫酸纸浆废液为结合剂,于1 760℃保温110 min烧成后制备了镁质材料,并研究加入α-Al2O3和Cr2O3对复合材料的性能特别是抗热震性、抗蠕变性和高温强度的影响。结果表明:在镁质材料中添加α-Al2O3和(或)Cr2O3均能提高材料的抗热震性、高温强度和抗蠕变性;在添加α-Al2O3的条件下复合引入Cr2O3时,有利于镁质材料高温抗折强度和抗蠕变性的提高,但抗热震性有所降低,当复合引入7.5%质量分数的α-Al2O3和3%质量分数的Cr2O3时,镁质材料的综合高温性能较好。     

无碳铝镁尖晶石砖的研制与应用

根据相图分析,采用刚玉、α-Al2O3微粉、尖晶石、电熔镁砂等为主要原料,并针对不烧的无碳铝镁尖晶石砖采用溶胶和卤水复合结合剂,通过加入不同量的尖晶石细粉、电熔镁砂、化工氧化镁、α-Al2O3微粉、Cr2O3细粉和SiO2微粉,观察对无碳铝镁尖晶石砖性能的影响。     

添加剂对高炉热风炉用镁质材料抗蠕变性能的影响

以粒度分别为3～1、≤1和≤0.088 mm的电熔镁砂为主要原料,在颗粒与细粉质量比固定为67.5:32.5的条件下,分别加入3%(w)的α-Al2O3粉、Cr2O3粉、钛白粉、脱硅锆粉、铁磷粉等添加剂,在高温隧道窑中于1 760℃110 min烧成后,研究添加剂种类对镁质材料蠕变性能的影响;然后,选择抗蠕变性能较好的添加剂α-Al2O3和Cr2O3,研究分别单独添加α-Al2O3粉(其质量分数分别为0、2.5%、5%、7.5%和10%)和复合添加α-Al2O3粉与Cr2O3粉(在α-Al2O3,粉质量分数为5%的基础上,再分别添加1%、3%和5%的Cr2O3粉)对镁质材料抗蠕变性能的影响.结果表明:(1)添加α-Al2O3粉、Cr2O3,粉和铁鳞粉对高炉热风炉用镁质材料的抗蠕变性有利,但添加铁鳞的抗热震性较差,不适合作高炉热风炉用镁质材料的添加剂;添加钛白粉和脱硅锆不利于材料的高温抗蠕变性.(2)在添加5%的α-Al2O3粉基础上复合添加Cr2O3,粉时,其质量分数以1%～3%为宜;以5%α-Al2O3,+3%Cr2O3作为镁质材料的复合添加剂,材料的抗蠕变性优于热风炉用低蠕变高铝砖的,其1 450℃保温50 h的蠕变率仅为低蠕变高铝砖的一半.     

MgO质透气砖的研制

目前使用的Al2O3-Cr2O3质钢包透气砖存在两大问题:一是钢水渗透后影响透气效果,二是Cr2O3对环境有害。为此,日本Rozai公司研制了一种MgO质透气砖。试验原料有电熔镁砂、锆英石粉、烧结氧化铝、水合氧化镁、黏土、木质素磺酸钙、木屑和球状聚苯乙烯。试验设计了锆英石粉质量分数分别为8%、10%、12%的试样以及加入木     

矾土基电熔锆刚玉对钢包用Al2O3-MgO浇注料性能的影响

以特级矾土熟料(8～5 mm)、电熔亚白刚玉(5～3和3～1 mm)、电熔白刚玉(≤1 mm)为骨料,以白刚玉细粉(<0.088和<0.044 mm)、矾土基电熔锆刚玉(<0.088 mm)、电熔铝镁尖晶石(<0.044 mm)、电熔镁砂(<0.074 mm)、α-Al2O3微粉(≤5 μm)和SiO2微粉(≤3 μm)为基质,骨料与基质质量比为65∶35,固定锆刚玉与白刚玉粉总质量分数为16%不变,以矾土基电熔锆刚玉细粉等量替代白刚玉粉,研究了矾土基电熔锆刚玉粉质量分数(分别为0、4%、8%、12%和16%)对Al2O3-MgO浇注料物理性能及抗渣性的影响,并利用SEM和EDS对渣蚀后的试样进行显微结构及微区元素分析.结果表明:(1)矾土基电熔锆刚玉可以促进Al2O3-MgO浇注料的烧结,从而改善浇注料的常温物理性能;(2)矾土基电熔锆刚玉的引入对Al2O3-MgO浇注料的抗热震性影响不大;(3)矾土基电熔锆刚玉的引入对Al2O3-MgO浇注料的高温抗折强度和抗渣侵蚀性略有负面影响,这主要和矾土基电熔锆刚玉中的杂质在高温下生成液相有关.     

刚玉和β-SiAlON对MgO基浇注料流变性的影响

采用65%(质量分数,下同)电熔镁砂作骨料(8~5mm,5~3mm,3~1mm,≤1mm),27%电熔镁砂粉(≤0.044mm和≤0.074mm)、4%Al2O3微粉和4%SiO2微粉作基质料,以此为基础配方,首先分别用5%、10%、15%、20%的电熔白刚玉粉(≤0.044mm)等量取代同粒度的镁砂粉,然后在加入10%刚玉粉的基础上,分别用2.5%、5%、7.5%和10%的矾土基β-SiAlON(≤0.088mm)取代等量的刚玉粉,分别加水制成两组MgO基浇注料,并采用浇注料流变仪研究了刚玉粉和β-SiAlON粉的加入量对浇注料流变性(扭矩、流动阻力和粘度)的影响。研究结果表明在MgO基浇注料中加入≤10%的刚玉粉时,浇注料的扭矩、粘度和流动阻力较低,流变性较好;加入低于7.5%的β-SiAlON时,对MgO基浇注料的流变性影响不大,但超过7.5%后,浇注料的流变性趋于变差。     

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%。     

六铝酸钙加入量对MgO-C耐火材料性能的影响

为提高MgO-C耐火材料的寿命,以电熔镁砂(5～3、3～1、≤1、≤0.074 mm)、鳞片石墨(≤0.15 mm)、Si粉(≤0.044 mm)、Al粉(≤0.044 mm)、六铝酸钙(≤0.044 mm)为原料,以热固性酚醛树脂为结合剂,以150 MPa压力机压成型制备了MgO-C砖试样.试样经过1200、1400...     

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。     

α-Al2O3微粉加入量对刚玉干式捣打料性能的影响

为了提高感应炉用刚玉炉衬的服役寿命,以棕刚玉、电熔镁砂、α-Al2O3微粉为原料制备了刚玉干式捣打料,并研究了α-Al2O3微粉加入量(其质量分数为0、1%、2%和3%)对刚玉干式捣打料性能的影响。研究结果表明:经1 600℃热处理后,随着α-Al2O3微粉的增多,刚玉干式捣打料的加热永久线变化呈先减小后增大趋势,体积密度增大,显气孔率相应减小,耐压强度先减小再增大;α-Al2O3微粉加入量为2%(w)时试样的加热永久线变化相对较小,耐压强度减小到22.8 MPa。XRD和SEM分析表明:经1 600℃3 h烧后捣打料中的α-Al2O3微粉反应生成了粒状镁铝尖晶石,晶粒尺寸较小,且分布均匀,有助于捣打料致密度的提高。     

不同种类再生刚玉对刚玉浇注料性能的影响

分别以板状刚玉、钢包再生刚玉、精炼炉再生刚玉为骨料,以板刚玉(≤0.074 mm)α-Al2O3微粉(D50=1.8 μm)、纯铝酸钙水泥及外加剂等原料为基质制作刚玉浇注料,研究了不同种类再生刚玉对刚玉浇注料性能指标的影响.结果表明:钢包再生刚玉及精炼炉再生刚玉的加入,导致刚玉浇注料的气孔率增大,体积密度、常温强度减小,抗渣性下降等.     

NiO/α-Al2O3催化剂用于模拟汽油选择性加氢脱二烯反应的性能

以微波辐射法制得的大比表面积α-Al₂O₃为载体,负载一定量NiO制备得到NiO/α-Al₂O₃催化剂,采用固定床微反实验装置评价NiO/α-Al₂O₃催化剂用于模拟汽油选择性加氢脱二烯反应的性能,并对载体和催化剂进行XRD和BET表征。结果表明,用微波辐射法制得的Al₂O₃具有α-Al2O3的物相和大比表面积,负载NiO后的NiO/α-Al₂O₃催化剂对模拟汽油选择性加氢脱二烯具有较好的反应性能,适宜的NiO负载质量分数为24%。通过对反应条件的考察,得出24%NiO/α-Al2O3催化剂的适宜反应条件为反应温度80 ℃,常压,空速5.5 h^-1,氢油体积比100∶1。     

添加浮选镁砂颗粒和Al2O3细粉对方镁石-尖晶石砖性能的影响

以烧结镁砂、浮选镁砂、电熔镁铝尖晶石和煅烧Al₂O₃细粉为主要原料,以木质素磺酸钙为结合剂,经混练、成型、1 650℃烧成制备了方镁石-尖晶石砖,主要研究了以浮选镁砂颗粒替代普通烧结镁砂颗粒以及在此基础上外加不同量煅烧Al₂O₃细粉（质量分数分别为0、3%和5%）对方镁石-尖晶石砖性能的影响。结果表明：1)以浮选镁砂颗粒替代普通烧结镁砂颗粒制备的方镁石-尖晶石砖,显气孔率和常温耐压强度降低,体积密度、抗热震性、高温强度和高温韧性提高。2)在以浮选镁砂颗粒替代普通烧结镁砂颗粒制备的方镁石-尖晶石砖中,随着煅烧Al₂O₃细粉引入量的增多,显气孔率和常温耐压强度降低,体积密度、抗热震性、高温强度和高温韧性提高。     

Fe2O3粉加入量对镁钙质中间包干式料性能的影响

以w(CaO)≈20%的镁钙砂(其粒度为5～3、3～1、1～0.2、≤0.2和≤0.074 mm)为主原料制成镁钙质中间包干式料,并研究了加入不同量Fe2O3粉(其质量分数分别为0、1%、2%、3%、4%)对干式料性能的影响。结果表明:1)加入Fe2O3粉可以增加镁钙质干式料的低温和中温强度,但加入质量分数超过3%后,干式料的低温强度明显下降,高温烧后显气孔率上升,体积密度下降,体积膨胀加剧;综合分析认为,镁钙质干式料中Fe2O3粉的加入质量分数在2%～3%较适当。2)加入Fe2O3粉的镁钙质干式料抗熔渣侵蚀性能较好,这是由于加入的Fe2O3与镁钙砂中的CaO反应生成了低熔点矿物铁酸二钙,促进了材料的烧结,从而提高了其抗熔渣侵蚀性。