硅粉对硅溶胶结合Al_2O_3-SiC-C浇注料性能的影响

以特级矾土熟料（5～3、3～1 mm）、棕刚玉（≤1 mm）、SiC（≤1 mm）、球状沥青（1～0．5 mm）、电熔白刚玉（≤0．074 mm）、活性α-Al2O3微粉、SiO2微粉、硅粉（d50＝20．81μm）为原料制备Al2O3-SiC-C浇注料，分别以质量分数为0、1％、2％、3％、4％、5％和6％的硅粉等量替代白刚玉粉，研究了硅粉对浇注料常温物理性能和抗氧化性能的影响，并采用Factsage、SEM和EPMA等手段对试样进行热力学分析和显微结构分析。结果表明：1）随着硅粉含量的增加，试样的显气孔率逐渐降低，体积密度先增大后减小，常温强度明显提高。2）硅粉可以提高浇注料的抗氧化性能，在硅粉加入量为4％（w）时，其抗氧化性能最好。3）抗氧化试验后，试样边缘部位原位反应生成的莫来石堵塞了气孔，使得试样边缘结构致密；试样过渡区域有少量的莫来石和SiO2生成，封闭了表面的气孔，进一步阻止了氧气的进入；试样中心区域有少量晶须状的SiC生成，填充在骨架结构中，起强化增韧的作用。

铝硅凝胶粉结合Al_2O_3-MgO质浇注料的性能研究

以电熔白刚玉和电熔镁砂为原料,以铝硅凝胶粉为结合剂制备Al2O3-MgO浇注料,研究铝硅凝胶粉加入量对Al2O3-MgO质浇注料线变化率、显气孔率、耐压强度和高温抗渣性能的影响。试验结果表明,当铝硅凝胶粉含量由2%增加到6%时,经110℃×24 h处理后,浇注料的耐压强度明显增大;1 100℃×3 h和1 600℃×3 h处理后,浇注料的线变化率逐渐减小,耐压强度逐渐增大,浇注料的高温抗渣性能明显提高。通过XRD和EDAX分析,对浇注料性能变化和抗渣机理进行了讨论。

加入氧化铝空心球对莫来石浇注料性能的影响

为了提高以莫来石为主原料、纯铝酸钙水泥为结合剂的莫来石浇注料的性能,在其中添加氧化铝空心球,并研究其加入量(质量分数分别为0、10%、20%和30%)对该浇注料体积密度、显气孔率、热导率、常温强度、荷重软化温度、抗热震性的影响。结果表明:随着氧化铝空心球加入量的增加,试样的显气孔率增大,体积密度减小,常温抗折强度和耐压强度降低,热导率减小,荷重软化温度及抗热震性能变化不大。可见,在莫来石浇注料中引入氧化铝空心球,可明显改善浇注料的保温性能。

粒度组成对浇注料性能的影响

以电熔刚玉、电熔镁砂、硅灰等为主要原料,采用不同的颗粒配比对浇注料流动性及常温物理性能进行测试,结果显示:骨料的配比与细粉的含量对浇注料的流动性影响较大,当粗、中、细骨料比例为15:25:20并加入适量的细粉时流动性最好。

颗粒组成对刚玉质浇注料性能的影响

为改善刚玉质浇注料的流动性和坯体的性能,根据Andreasen方程CPFT/100=(d/D)~q,通过测定不同q值下浇注料的自流值和常温物理性能,研究了颗粒组成对刚玉质浇注料的流动性和坯体性能的影响。研究表明:颗粒组成显著影响刚玉质浇注料的流动性,当q值为0.25或0.26时,颗粒之间趋于理想的连续尺寸分布,堆积接近于最紧密堆积,浇注料的流动性最佳,颗粒组成显著影响刚玉浇注料的物理性能;当q值为0.26时,经110℃×24h干燥后,干坯试样的常温物理性能最佳,即气孔率最小、体积密度最大、力学性能最佳。

滑板磨床粉对镁铝质浇注料性能的影响

为了研究滑板磨床粉对镁铝质浇注料性能的影响,以95中档镁砂、88矾土和硅灰为主要原料制备镁铝质浇注料。研究了滑板磨床粉加入量为2%、4%、6%对镁铝质浇注料的体积密度、显气孔率、常温抗折强度、抗渣渗透性和抗渣侵蚀性能的影响。综合分析得出,当滑板磨床粉加入量为2%时,使用效果最佳。

中间包镁质干式料用结合剂的研究

首先将电熔镁砂(≤0.088 mm)分别与低温结合剂(分别为沥青、蔗糖、石蜡、松香、酚醛树脂)和中温结合剂(分别为三聚磷酸钠、九水硅酸钠、六水氯化镁、硼酸、十水硼砂和硼酸盐玻璃)按95∶5的质量比混练均匀,以120 MPa的压力干压成型为36 mm×36 mm的试样,分别在300℃2 h、1 000℃3 h、1 450℃3 h、1 500℃3 h和1 600℃3 h条件下热处理后测量其显气孔率、体积密度和耐压强度,以评价这些结合剂的结合性能和促烧结性能,并评价了其环保性;然后,在上述试验的基础上分别采用沥青-硼酸盐玻璃、松香-硼酸盐玻璃和酚醛树脂-硼酸盐玻璃3种复合结合剂按镁质干式料的配方制备成镁质干式料试样,分别在200℃2 h、1 100℃3 h和1 500℃3 h条件下热处理,测量试样热处理后的永久线变化率、显气孔率、体积密度和耐压强度等常温物理性能。结果表明:采用酚醛树脂、沥青和松香为结合剂时,镁质材料300℃2 h热处理后的耐压强度较高;而采用硼酸、十水硼砂和硼酸盐玻璃为结合剂时,镁质材料1 000℃3 h热处理后的耐压强度较高,硼酸和硼酸盐玻璃能明显促进镁质材料的高温烧结;使用5%松香-4%硼酸盐玻璃作为复合结合剂制备的镁质干式料具有较好的常温物理性能和环境友好性。

Cr_(2)AlC对自结合SiC耐火材料服役性能的影响

为优化自结合SiC耐火材料的性能,以碳化硅(3~1、≤1和≤0.074 mm)、硅粉(≤45μm)和石墨(≤10μm)为原料,Cr_(2)AlC粉体(≤74μm)为添加剂,在150 MPa下压制为25 mm×25 mm×40 mm的坯体,经110℃干燥、1 300℃热处理后制备自结合SiC耐火材料。研究了Cr_(2)AlC加入量(加入质量分数分别为0、1%、3%和5%)对其常温物理性能、抗硫酸钠侵蚀性能以及抗水蒸气氧化性能的影响。结果表明:随着Cr_(2)AlC加入量增加,经110℃干燥后试样的常温物理性能差异不大,经1 300℃热处理后试样的常温物理性能呈现出逐渐升高的趋势,抗硫酸钠侵蚀性能先升高后降低。当Cr_(2)AlC粉体加入量为3%(w)时,试样在水蒸气中的质量变化率也较低,综合性能较优。

棕刚玉收尘粉回收利用的研究

为了研究证实棕刚玉收尘粉可以替代85特级高铝细粉在耐火材料中的应用,对不同厂家的棕刚玉收尘粉Z1、Z2及85特级高铝细粉分别进行了化学分析、粒度分析、XRD、SEM及EDS分析,然后将棕刚玉收尘粉Z1、Z2分别替代LMG(铝镁浇注料)配方中85特级高铝细粉进行试验。结果表明:棕刚玉收尘粉Z1、Z2主要化学成分、主晶相、粒度大小及分布范围与85特级高铝细粉相差不大,但在颗粒显微形貌、杂质成分含量方面有所不同;以棕刚玉收尘粉Z1、Z2替代85特级高铝细粉使用的铝镁浇注料,在不同温度下的常温物理性能、高温热震稳定性以及抗渣侵蚀性能与85特级高铝细粉作为基质的铝镁浇注料性能相比没有明显区别。