Al_2O_3-C耐火材料对超低碳钢的增碳作用

在空气中利用中频感应炉加热,研究了以Si 为抗氧化剂的Al2O3-C耐火材料对超低碳钢的增碳 作用。利用高频燃烧红外吸收法测定钢样中的碳含 量,并对用后耐火材料进行了SEM和EDS分析。研 究结果表明:钢熔化后,炭的直接溶解机制造成钢水 中碳含量迅速增加;随着保温时间的增加,“渗透- 溶解”机制对钢水增碳占主导作用;同时,耐火材料 与钢水接触部位生成反应脱炭层,反应脱炭层隔离了 钢水与耐火材料的直接接触,进而减缓并停止耐火材 料对钢水的增碳作用;空气中的氧通过渣向钢水中传 递,氧和钢水中的碳发生反应对钢水产生脱炭作用, 同时,碳氧平衡决定了在钢水的碳含量很低时,脱炭 反应接近于平衡状态,钢水中的碳含量趋于平衡。

SiO_2微粉加入量对Al_2O_3-SiC-C出铁沟浇注料性能的影响

采用高铝矾土(8～5 mm)、棕刚玉(8～5、5～3、3～1 mm)、SiC(≤1、≤0.044 mm)、致密刚玉(≤1、≤0.044 mm)为主要原料,固定SiO2微粉和白泥的总加入量(w)为2.5%,研究了SiO2微粉加入量(其质量分数0、1%、1.5%、2%、2.5%)对Al2O3-SiC-C浇注料性能的影响。结果表明:试样在1 100、1 500℃分别保温3 h处理后,随着SiO2微粉加入量的增加即白泥加入量的降低,其加热永久线变化逐渐减少,显气孔率呈现先增大后降低的趋势,体积密度的变化趋势与显气孔率的正好相反,常温抗折强度及高温(1 450℃0.5 h)抗折强度呈现先增大后降低的趋势;当SiO2微粉加入量(w)为1.5%时,试样热震后的残余强度最大,SiO2微粉加入量(w)为2%的试样的强度保持率最低;在SiO2微粉加入量(w)为2%时,材料的抗渣侵蚀性能最好,继续增大SiO2微粉含量,抗渣侵蚀性能下降。综合各方面的因素,SiO2微粉和白泥复合使用时,SiO2微粉加入量(w)为2%左右,白泥加入量(w)为0.5%左右时,Al2O3-SiC-C快干浇注料具有最佳的综合性能。根据试验结果制备的快干浇注料在莱钢750 m3单铁口高炉铁沟使用,在未经任何修补的情况,主沟一次通铁量达到14万t。

耐火材料在渣-铁(钢)界面局部蚀损机理

总结并讨论了近年来国内外对渣-铁界面处耐火材料侵蚀机理的研究成果及其进展,给出了防止其侵蚀的措施。指出,系统地研究渣-铁界面处耐火材料的侵蚀机理并利用其研究成果对提高耐材的整体寿命将成为耐火材料发展的新趋势。

MgO-C耐火材料对钢水的增碳作用及机理的研究进展

总结了近年来国內外关于耐火材料对钢水性能的影响的研究成果,重点讨论了MgO-C耐火材料对钢水增碳的影响因素及其机理等方面研究所取得的进展。系统地研究耐火材料对钢火的影响,并利用研究结果设计制备新型耐火材料进而提高钢水性能将成为耐火材料研究发展的新趋势。

热处理温度对Al_2O_3-SiC-Al复合材料性能和结构的影响

利用金属Al在高温下转化成Al和Al2O3的三维骨架来结合Al2O3-SiC复合材料,并借助XRD、EPMA等方法对Al2O3-SiC-Al复合材料性能和显微结构进行了研究。结果表明:(1)试样在空气中进行热处理,试样的强度随着热处理温度的升高逐渐增强,Al的含量逐渐降低,但1600℃热处理后试样仍有少量Al存在。(2)试样的结合方式随着热处理温度的升高而发生改变,当温度低于500℃时,为结合剂的物理结合;试样中金属Al熔化但未发生大规模氧化时,其结合主要为金属结合和少量的陶瓷结合;随着热处理温度的升高,陶瓷结合比例逐渐增大,试样的强度迅速增大,并在1100℃几乎完全转化为Al2O3陶瓷结合,试样的强度达到最大;但热处理温度为1600℃,界面反应强烈,试样的强度下降。

还原气氛下Si-B_2O_3-TiO_2系反应的热力学分析

通过热力学计算 ,探讨Si-B2 O3 -TiO2 系在还原性气氛下TiB2 ,Ti(C ,N)的可能性、生成途径以及产物在此体系中的相对稳定性。结果表明 :Si-B2 O3 -TiO2 系在还原性气氛下TiB2 的生成有 2种可能性 ,生成物中TiB2 要比TiN和TiC稳定。在 1843K左右 ,TiC和TiN可以形成固溶体Ti(C ,N)。

SiO_2微粉加入量对Al_2O_3-SiC-Al耐火材料性能的影响

以电熔白刚玉、SiC粉、α-Al2O3微粉、Al粉和SiO2微粉为主要原料,以有机硅树脂作结合剂,制备了Al2O3-SiC-Al复合材料。借助差热分析、XRD、SEM等方法研究了SiO2微粉加入量(分别为0、2%、4%、6%)对分别于300℃、500℃、800℃、1100℃、1300℃和1600℃保温3h处理后试样的烧结性能、物相组成和显微结构等的影响。结果表明:随着SiO2微粉加入量的增加,试样的强度逐渐升高,体积密度增大,显气孔率降低,并在SiO2加入量为4%时试样的物理性能达到最好;加入的SiO2微粉不仅能降低Al与周围空气中氧的反应,且与Al反应生成的Si能改善Al与SiC的润湿性,提高材料的结合能力。

无水泥铁沟浇注料的研制

铝酸钙水泥是目前铁沟浇注料最为常用的结合剂,但水泥中CaO的存在容易造成材料抗高炉熔渣侵蚀性能的恶化,因此超低水泥和无水泥浇注料被广泛研究.以板状刚玉、碳化硅、氧化铝微粉等为主要原料,研究了结合剂ρ-Al2O3和铝酸钙水泥配比加入量对Al2O3-SiC-C浇注料各种性能的影响.实验结果表明ρ-Al2O3可以替代传统的铝酸钙水泥结合剂,实现高炉铁沟浇注料无水泥化,比传统的浇注料具有更佳的性能.

烧结气氛对合成MgAl_2O_4-Ti(C,N)复合陶瓷的影响

以金属铝粉、钛白粉和轻烧MgO细粉为原料,通过设计100%焦炭粒(简称C气氛),10%钛白粉+90%焦炭粒(简称TC气氛),以及10%硅微粉+90%焦炭粒(简称SC气氛)3种埋粉条件下的高温烧结还原性气氛,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和微区电子探针分析(EPMA)等手段,研究了铝热还原氮化法(1600℃3h)制备MgAl2O4-Ti(C,N)复合陶瓷在不同烧结气氛下的相组成和显微结构的变化。结果表明在不同气氛下,烧后试样的主要物相均为MgAl2O4和Ti(C,N),Ti(C,N)可能会固溶氧,气氛对Ti(C,N)的影响较大。和单纯埋炭气氛下相比,在TC气氛下有助于Ti(C,N)的生成,但晶粒细小;在SC气氛下不利于Ti(C,N)的生成,且有玻璃相存在。

尖晶石加入量、水泥种类对刚玉-尖晶石浇注料高温抗折强度的影响

以板状刚玉、烧结尖晶石、氧化铝微粉和铝酸钙水泥为主要原料制备了铝酸钙水泥结合刚玉-尖晶石浇注料，研究了镁铝尖晶石加入量（质量分数分别为4％、7％、9％、11％、13％和15％）、铝酸钙水泥的类型（CA-270、CA-25R、CA-14M和Secar71）对刚玉-尖晶石浇注料高温抗折强度的影响。结果表明：刚玉-尖晶石浇注料具有良好的高温抗折强度，试样的高温抗折强度受CA6高温结舍相生成量、Al2O3固溶尖晶石的作用和原料带入的杂质高温下产生玻璃相共同作用的影响。在1500—1600℃范围内试样的高温抗折强度随着温度的升高而降低；在相同温度条件下，试样的高温抗折强度在尖晶石加入量为15％（W）时表现最好；不同种类水泥对试样高温抗折强度的影响主要表现为对高温结合物相CA6生成量的影响，同时水泥的细度和杂质含量对强度有明显影响，水泥越细，杂质越少，高温抗折强度越大。

耐火材料设计的现状与发展

阐述了耐火材料设计的发展阶段、特点、层次与范围 ,提出了耐火材料设计应向科学化、计算机化、综合化和功能化方向发展的观点。

γ-Al_2O_3和α-Al_2O_3与其对应的氢氧化物对合成尖晶石的影响

以γ-Al2O3(勃姆石在700℃保温4h热处理后的产物)、α-Al2O3(Al(OH)3在1400℃保温4h热处理后的产物)、勃姆石、Al(OH)3为原料,与轻烧MgO按n(Al2O3)∶n(MgO)=1的组成配料并制备试样,研究了在800～1600℃下不同氧化铝及其对应的氢氧化物对合成尖晶石的影响。结果表明:γ-Al2O3和α-Al2O3分别同与其对应的氢氧化物为原料的试样具有相似的烧结性能;且以氢氧化物为原料比以氢氧化物煅烧后所得的氧化物为原料更有利于尖晶石的生成,但不利于尖晶石的致密化。

还原性气氛下铝热还原法制备Al_2O_3-TiB_2复合陶瓷的热力学分析

通过热力学计算,分析还原性气氛下10Al 3B2O3 3TiO2系的反应过程、产物中可能存在的物相以及产物在CO和N2存在条件下的稳定性。计算结果表明,由于CO和N2存在,产物相组成除了TiB2和Al2O3外,可能有TiN,TiC,9Al2O3·2B2O3等存在,AlN,Al4C3,BN,Al2O3·TiO2等存在的可能性很小。高于1788K左右,产物TiB2能够稳定存在。低于此温度,TiB2可能和CO反应。在反应条件下,TiB2能够在N2气氛中稳定存在。

尖晶石及含钛尖晶石的添加对MgO质材料性能的影响

以电熔氧化镁、电熔镁铝尖晶石和电熔含钛尖晶石为原料,分别在镁质材料中添加15%电熔镁铝尖晶石和电熔含钛尖晶石,研究了两种不同类型的尖晶石的加入对镁质材料性能的影响。结果表明:在MgO质材料中分别加入15%的镁铝尖晶石和含钛尖晶石后,试样的烧结性能和抗渣渗透性提高,而试样的冷态抗折强度和抗渣侵蚀性能变差。且在镁质材料中加入含钛尖晶石后材料的各项性能高于加入镁铝尖晶石后的各项性能。

碳酸氢铵共沉淀法制备纳米Nd:YAG粉体的研究

以硝酸铝和硝酸钇为原料,以碳酸氢铵为沉淀剂,采用共沉淀法合成铝和钇的碳酸盐作为反应前驱体,同时借助IR、XRD和TEM等测试手段对不同浓度盐溶液所得前驱体和煅烧产物进行表征。结果表明:盐溶液浓度的升高不利于纯相YAG粉体的合成,当铝离子浓度达到0.05mol/L时,前驱体在900℃保温2h可以得到纯相YAG粉体,粉体分散性好,平均粒径为30～40nm,近球形;而当浓度大于0.5mol/L时,前驱体只有在1 200℃以上才可以形成纯相YAG。

SiC陶瓷增韧的研究进展

碳化硅陶瓷以其优异的性能被广泛利用于各种领域,但其脆性限制了其性能的发挥,因此其增韧技术得到广泛研究并取得良好效果。综合评述了碳化硅陶瓷增韧机理和增韧方法的研究进展,包括晶须或纤维增韧、颗粒弥散增韧、表面改性技术增韧、自增韧、层状结构复合增韧的增韧机理和方法进。

高铝空心球轻质浇注料的研制试验

为了提高高铝空心球轻质浇注料的强度,首先研究了分别经1 300、1 330、1 360、1 390、1 420、1 4 5 0和 1 480 ℃保温3 h 热处理后高铝空心球的致密度、强度和物相组成;然后分别以质量分数为3 0 %、3 5 %、4 0 %、 45%的高铭空心球为骨料制备了轻质洗注料,研究了空心球加入量对轻质洗注料性能的影响e 结果表明： 1）经 1 300～1 480 ℃高温热处理后,高铝空心球的体积密度和强度变化不大.2 ） 综合来看,高铝空心球加入量为 40% （w） 时,烘干及热处理后轻质浇注料试样的致密度和强度相对最佳.

氧化铝微粉对硅溶胶结合刚玉质热态修补料性能的影响

以6~3,3~1,1~0. 5及0. 5~0 mm 4个粒度级别的板状刚玉颗粒(w(Al2O3)≥99. 5%)为骨料,325目板状刚玉细粉(w(Al2O3)≥99. 5%)及不同粒度的活性α-Al2O3微粉为基质,硅溶胶为结合剂制备刚玉质热态修补料,研究了氧化铝微粉的粒度对刚玉质热态修补料性能的影响。结果表明,氧化铝微粉的粒度对硅溶胶结合刚玉质热态修补料的性能有很大影响。当氧化铝微粉的粒度合适时,在硅溶胶加入量较小的情况下,热态修补料具有良好的流动性、烧结性和力学性能。经能谱及XRD分析发现,在高温热处理过程中,硅溶胶与氧化铝微粉发生了莫来石化反应。

二茂铁对环保炮泥性能的影响

为了降低炮泥烟气排放量,改善高炉工作环境,以棕刚玉(3~1、≤1和≤0.074mm)、碳化硅(≤1、≤0.074和≤0.015mm)、焦炭(≤3mm)、黏土(≤0.074mm)、绢云母(≤0.074mm)、氮化硅铁(≤0.074mm)、环保沥青(≤0.074mm)和蓝晶石(0.25~0.12mm)为主要原料,以环保树脂为结合剂,制备了环保炮泥。探究了二茂铁对炮泥烟气生成量的影响,并研究了二茂铁加入量(w)为0、0.05%、0.10%、0.15%和0.20%时炮泥的各项性能。结果表明:1.所研制炮泥的有害成分(苯并[a]芘)含量符合国际标准规定,达到环保炮泥的要求;2.二茂铁加入炮泥中消烟效果明显,加入量为0.10%(w)时消烟效果最佳;3)不同热处理温度下,随着二茂铁加入量的增加,试样的显气孔率先增加后降低,体积密度和耐压强度先降低后增加;4)二茂铁加入量越多,试样的抗氧化性越差。

连铸功能耐火材料用原料的发展趋势

综述了炼钢连铸用浸入式水口、长水口及塞棒等功能耐火材料用原料。通过对碳结合功能耐火材料用原料发展历程的介绍,初步探索了连铸功能耐火材料用原料的发展趋势及研究重点,以期对国内连铸功能耐火材料的制造和研究提供参考和借鉴。