基于水氯镁石合成水合硅酸镁及其在镁质浇注料的应用

水氯镁石是一种非常具有应用前景的镁盐资源,其储量丰富,成本低廉。以青海盐湖水氯镁石和水玻璃合成不同MgO/SiO2摩尔比(0.5∶1,1∶1,1.5∶1)的水合硅酸镁(M-S-H)凝胶,采用XRD、SEM、红外和核磁共振等测试手段研究M-S-H的合成机理和结构特征,进而将合成的M-S-H与硅微粉复合制备镁质浇注料,探究M-S-H结构对浇注料结合特性的影响规律。结果表明:不同MgO/SiO2摩尔比的M-S-H呈层状堆叠结构,MgO/SiO2摩尔比为1∶1时M-S-H的层间自由水少,结晶度最高;M-S-H替代部分硅微粉制备镁质浇注料能显著提高1 550℃热处理后浇注料的力学性能,其中MgO/SiO2摩尔比为1∶1的M-S-H复合硅微粉制备的镁质浇注料综合性能最佳,与添加6%(质量分数)硅微粉制备的镁质浇注料相比,其常温抗折强度和高温抗折强度分别提高75%和8%。

稀土氧化物对铝镁质浇注料中原位反应和性能的影响

为了保证铝镁质浇注料在高温烧结后的体积稳定性,探究稀土氧化物对铝镁质浇注料原位反应和性能的影响,分别将氧化钇和氧化铈加入浇注料和基质中进行对比。分析其物相组成、显气孔率、抗折强度等性能。结果表明,氧化钇和氧化铈的添加均会对铝镁质浇注料的体积稳定性产生不同程度的影响,同时会加速其原位反应,对铝镁质基质浇注料的影响更为突出。

SiO_2微粉结合镁质浇注料的基质组成与抗渣性能

借助XRD、SEM和相图分析对SiO2 微粉结合镁质浇注料的基质组成与抗渣性能的关系进行了研究。结果表明 :随着SiO2 微粉加入量的增加 ,镁质浇注料的抗渣渗透性提高 ,因为生成的液相中SiO2 增多 ,粘度提高 ;当SiO2 微粉加入量为3%时 ,可得到较理想的基质 ,此时试样的显气孔率较低 ,组成合理 ,抗侵蚀指数最小 ;SiO2 微粉加入量过小 ,耐火材料中液相出现的温度较低 ;SiO2 微粉加入量过大 。

基质组成对铝镁质浇注料性能的影响

研究了电熔刚玉、电熔镁砂、镁铝尖晶石等细粉的配比变化对铝镁质浇注料性能的影响。结果表明 ,基质中同时引入一定量的刚玉、镁砂及合成镁铝尖晶石 ,有利于提高浇注料的综合性能 ;当基质中MgO与Al2 O3之比处于尖晶石理论组成附近时 ,材料的综合性能表现较好 ;由镁砂和刚玉粉反应生成的原位尖晶石 ,比加入的预合成尖晶石对提高浇注料性能更能产生积极的影响 ,但原位尖晶石的生成量过大时会导致材料的综合性能下降。

废镁铬砖加入量对镁质浇注料性能的影响

将回转窑烧成带废弃直接结合镁铬砖经过处理后,制成废镁铬砖再生料,用它替代镁质浇注料中的镁砂原料。文章研究了废镁铬砖的加入量对镁质浇注料性能的影响。结果表明:经过一定工艺处理后的废镁铬砖满足掺入要求,并且随着废砖加入量的增加,试样的烘干、高温和中温耐压强度、抗折强度、体积密度均逐渐增大。实验证明加入量为37%时,其性能指标接近对照试样,并对高温烧后试样进行了SEM及XRD分析。

锆英石和氧化铝加入量对镁质浇注料性能的影响

研究了锆荚石和氧化铝的加入量对镁质浇注料常温物理性能、热震稳定性、高温抗折强度（１４５℃，１ｈ）及抗渣性能的影响。结果表明：锆英石和氧化铝的加入均降低了镁质浇注料的常温强度，提高了其热震稳定性，但对高温抗折强度影响不大；适量锆英石和氧化铝的加入均能改善镁质浇注料的抗渣渗透性。

镁质浇注料中纯铝酸钙水泥加入量对钢液总氧含量的影响

在实验室内研究了镁质浇注料中纯铝酸钙水泥加入量对钢液总氧含量的影响。结果表明 :当纯铝酸钙水泥加入量在 6 % (质量分数 ,下同 )以下时 ,随着纯铝酸钙水泥加入量的增加 ,钢样中的总氧含量随之增加 ;当纯铝酸钙水泥加入量超过6 %时 。

MgO含量对铝镁质浇注料性能的影响

借助ＳＥＭ和ＥＤＡＸ分析等手段研究了ＭｇＯ含量对铝镁质脱硅出铁沟浇注料性能的影响。结果表明：ＭｇＯ含量（质量分数，下同）提高至３％，能显著地提高浇注料对脱硅剂的抗渗透性能，这主要是由于浇注料中反应生成的 ＭｇＡｌ２Ｏ３能大量吸收脱硅剂中的ＦｅＯ（Ｆｅ２Ｏ３），形成尖晶石固溶体，引起熔渣粘度增大；但生成的ＭｇＡｌ２Ｏ３量过多时，会引起浇注料的组织结构疏松，降低浇注料的抗渣性能。浇注料中适宜的ＭｇＯ含量为３％－６％。

废镁铬砖细粉的加入对镁质浇注料烧结性的影响

将水泥回转窑烧成带废镁铬砖经处理后制成细粉料,用它代替镁质浇注料中的镁砂原料,研究了废镁铬砖细粉的加入对SiO2微粉结合镁质浇注料烧结性的影响。结果表明:加入适量的废镁铬砖细粉对于提高镁质浇注料的烧结程度和强度均有作用,但加入量不能太多。本实验条件下加入量为8%时,其烧结性能良好。对高温烧后试样的SEM及XRD分析可知,由于废镁铬砖细粉的加入而生成的尖晶石固溶体是促进镁质浇注料烧结、增加其结构致密性的原因。

冲击板用镁质浇注料的组成对其性能的影响

以高纯镁砂、电熔镁砂、α-Al2O3微粉、亚白刚玉粉、镁铝尖晶石粉及SiO2微粉为原料,制备了冲击板用镁质浇注料。研究了添加MA尖晶石(质量分数分别为0、5%、8%、12%)及α-Al2O3微粉与亚白刚玉粉混合物(质量分数分别为5%、10%、15%、20%)对浇注料性能的影响。结果表明:(1)MA尖晶石添加量为8%时,经1550℃3h和1100℃3h烧后试样的抗折强度都比较高,两者强度比接近1,可判断材料的抗剥落性和抗热震性较好;固定MA尖晶石添加量为6%,α-Al2O3微粉与亚白刚玉粉混合物加入量在5%～10%范围内,试样高、中温烧后强度比更趋近1,具有更好的抗剥落性和抗热震性。(2)SEM分析显示了方镁石与MA尖晶石颗粒多呈直接结合,这有利于提高材料的高温强度。(3)添加的MA尖晶石作为晶核,能促进α-Al2O3微粉和亚白刚玉粉与MgO反应形成原位尖晶石,同时促进烧结和部分抑制MA尖晶石生成时过度的体积膨胀。

镁橄榄石加入量对镁质浇注料性能的影响

为降低镁质浇注料的原料成本,用镁橄榄石骨料部分替换镁质浇注料中等粒度的镁砂骨料,研究了镁橄榄石加入量(加入质量分数分别为0、16%、32%)对不同温度(110、1 000和1 500℃)处理后浇注料性能的影响。结果表明:随着镁橄榄石加入量的增大,浇注料烘干后体积密度减小,显气孔率变小,强度增大;1 000和1 500℃热处理后,浇注料体积密度减小,显气孔率增大,强度增大,抗渣侵蚀性降低,抗渣渗透性以镁橄榄石加入量为16%(w)时最好。

结合剂对镁质浇注料性能的影响

主要研究了SiO2 微粉、MgCl2 ·6H2 O和ρ Al2 O3 3种结合剂对镁质浇注料的耐压强度、显气孔率和抗水化性能的影响。结果表明 :采用SiO2 微粉和MgCl2 ·6H2 O为结合剂时 ,镁质浇注料 110℃2 4h处理后的耐压强度和抗水化性能优于采用ρ Al2 O3 的 ;采用MgCl2 ·6H2 O和 ρ Al2 O3 为结合剂时 ,浇注料 110 0℃ 3h热处理后的耐压强度明显下降 ;经 16 0 0℃ 3h热处理后 ,浇注料的耐压强度随着SiO2 微粉含量的增加先增大后减小 ,而MgCl2 ·6H2 O的影响较小 ,随着 ρ Al2 O3 加入量的增大浇注料的耐压强度明显降低。

Si_3N_4对镁质浇注料抗渣性能的影响

以95烧结镁砂为主要原料,以SiO2微粉为结合剂,在配料的细粉部分分别以0、3%、4%、5%的β-Si3N4细粉替代等量的镁砂细粉,搅拌均匀后浇注成氮化硅含量不同的镁质坩埚试样。选用宝钢中间包渣,采用静态坩埚法,在1550℃3h条件下对这些坩埚试样进行了抗渣试验。试验结果表明:加入Si3N4可以明显改善镁质浇注料的抗渣性能,并且随着Si3N4加入量的增加,试样的抗渣性能提高;在含氮化硅的镁质浇注料表面,由于Si3N4被氧化为SiO2而形成了致密烧结层,能阻止渣的进一步渗透;在加入Si3N4的镁质浇注料试样内部深处,由于氧分压非常低,Si3N4稳定存在;由于Si3N4在还原气氛下难以烧结,造成镁质浇注料内部结构疏松。

Si_3N_4对镁质浇注料使用性能的影响

为了提高镁质浇注料的耐用性,研究了Si_3N_4加入对镁质浇注料性能的影响。结果表明:Si_3N_4可以明显提高镁质浇注料的高温抗弯强度,但由于Si_3N_4在高温容易被氧化,使镁质浇注料的结构被破坏,降低其它方面的使用性能,在实际应用中,Si_3N_4加入量应控制在小于5%的范围内。

SiO_2微粉结合镁质浇注料的热震稳定性研究

采用风冷法并借助于XRD、EDA、SEM对SiO2 微粉结合镁质浇注料的热震稳定性能进行了研究。结果表明 :适当地增加浇注料中SiO2 微粉的含量以提高基质中镁橄榄石结合相的数量 ,有利于浇注料热震稳定性能的改善。但过量的引入SiO2 微粉将增加浇注料中玻璃相含量 ,使得试样的脆性增大 。

镁铝尖晶石和铬矿对镁质浇注料烧结的影响

研究了加入镁铝尖晶石和铬矿砂对SiO2微粉结合镁质浇注料烧结的影响。结果表明:(1)加入适量的镁铝尖晶石或铬矿砂对于提高镁质浇注料的烧结程度和强度均有较明显的作用,但加入量不能太多,在本试验条件下,加入镁铝尖晶石和铬矿砂的最佳质量分数分别为12%和10%;(2)加入镁铝尖晶石的镁质浇注料在强度方面要好于加入铬矿砂的;(3)加入的镁铝尖晶石作为晶种,促进了亚白刚玉粉和α-Al2O3微粉在镁质浇注料中生成镁铝尖晶石,铬矿砂的加入则生成了大量的镁铬尖晶石和少量的镁铝铬尖晶石。

氯氧镁水泥及其对镁质浇注料力学性能的影响

采用XRD和TG -DSC分析方法研究了氯氧镁水泥的相组成和加热相变化 ,并研究了氯氧镁水泥结合剂对镁质浇注料热处理后常温抗折强度的影响。结果表明 :采用电熔镁砂和MgCl2 ·6H2 O为原料生成的氯氧镁水泥 ,是由氯氧镁凝胶和少量的5Mg(OH) 2 ·MgCl2 ·8H2 O(简称 5·1·8)晶相组成的 ;加热时经过脱水反应和分解反应 ,5 0 0℃以后氯氧镁水泥的分解反应完成 ;所生成的氯氧镁水泥能明显提高镁质浇注料的烘干抗折强度 ,但生成过多的氯氧镁水泥时 ,其在烧成过程中的分解反应又会引起材料烧后 (16 0 0℃ 3h)抗折强度的降低 ,故材料中MgCl2 ·6H2 O的最佳加入量为 2 % (质量分数 )

镁质浇注料的研究及其在中频感应炉上的应用

以中档镁砂为主要原料,硅微粉、三聚磷酸钠或六偏磷酸钠为结合剂,925高铝水泥为固化剂,铬微粉与—Al2O3微粉为浇注料的微粉原料,研究了结合剂种类与加入量、微粉加入量与添加方式对镁质浇注料性能的影响。并介绍了镁质浇注料在0.5t中频感应炉坩埚上的实际应用效果。

SiO_2微粉对镁质浇注料抗渣侵蚀性能的影响

本文通过静态渣侵蚀方法,研究了S iO2微粉对镁质浇注料抗中间包熔渣性能的影响,并借助于XRD和SEM对渣侵蚀实验后的浇注料试样进行了矿物相和显微结构的分析。实验结果表明:熔渣中的CaO会与材料基质中的MA反应生成低熔点的铝酸盐,并沿材料中的气孔进行渗透,这是镁质浇注料的侵蚀的主要原因。S iO2微粉的加入可以促进材料中MA的长大,同时在材料中可以生成一定量的钙镁橄榄石低熔物,促进材料的烧结,增加材料的致密度,而提高材料的抗渣性。

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。