电熔锆刚玉对Al2O3-SiO2系浇注料抗铅渣侵蚀性的影响

以特级高铝矾土(粒度为8～5、5～3、3～1和≤1mm)为骨料,电熔棕刚玉粉(≤0.044mm)、α-Al2O3微粉(≤5μm)和SiO2微粉(≤1μm)为细粉,铝酸钙水泥(Secar71)为结合剂制备了卡尔多炉直升烟道用Al2O3-SiO2系浇注料。用电熔锆刚玉粉(≤0.044mm)部分替代棕刚玉粉,采用静态坩埚法(1300℃5h,空气气氛)研究了添加物电熔锆刚玉的加入量(质量分数分别为4%、8%、12%、16%)对Al2O3-SiO2系浇注料抗铅渣性的影响,对抗渣前后试样的显微结构进行了分析。结果表明:加入锆刚玉后,浇注料的抗铅渣性能得到明显改善,其适宜加入量为8%;显微结构分析表明,铅渣对Al2O3-SiO2系浇注料的侵蚀主要表现为铅渣中的PbO与Al2O3-SiO2系浇注料中的SiO2、CaO反应,生成硅酸铅或铅酸钙等低熔物而导致浇注料的损毁;而浇注料的添加物锆刚玉中的ZrO2未与PbO反应,从而使浇注料表现出良好的抗铅渣侵蚀性。

Al_2O_3含量及热处理温度对Al_2O_3-SiO_2系浇注料抗铝液侵蚀性的影响

采用坩埚法和浸泡法研究了不同Al2O3含量（质量分数分别为80%~85%、65%~70%、40%~45%、25%~30%）及不同温度（分别为110、800、1100和1 400℃）热处理后的Al2O3-SiO2系浇注料的抗铝液侵蚀性,借助电镜和能谱分析研究了被850℃铝液侵蚀后试样的显微结构。结果表明：（1）随着Al2O3含量的增加,Al2O3-SiO2系浇注料的抗铝液侵蚀性增强;（2）在1 100℃热处理后,浇注料的抗铝液侵蚀性最差;（3）铝液渗入浇注料内部后,铝液中的Al和Mg与浇注料中的石英和莫来石相发生反应,将SiO2还原成Si,Al和Mg则氧化成Al2O3和MgO,MgO进而与Al2O3反应生成尖晶石,破坏试样的结构;（4）对于Al2O3含量较高的Al2O3-SiO2浇注料,尖晶石富集层较致密,可阻止铝液继续向浇注料内部渗透。

磷酸二氢铝对Al_2O_3-SiO_2系浇注料性能的影响

研究了磷酸浓度、P2O5/Al2O3摩尔比和硬化剂对Al2O3-SiO2系浇注料性能的影响,确定了磷酸二氢铝结合剂的最佳加入量。适量的硬化剂可以促进磷酸二氢铝的常温硬化,提高材料的常温强度,对材料的高温强度影响不大。

结合剂对Al_2O_3-SiO_2系浇注料性能的影响

研究了水玻璃、磷酸二氢铝、硫酸铝及磷酸二氢铝 +硫酸铝复合结合剂对Al2 O3-SiO2 系浇注料强度和热震稳定性的影响。利用X射线衍射、红外光谱 (IR)等分析手段 ,对磷酸二氢铝和磷酸二氢铝 +硫酸铝复合结合剂的作用机理进行了探讨。认为磷酸二氢铝和磷酸二氢铝

添加膨胀料对Al_2O_3-SiO_2系浇注料的影响

Al2O3-SiC系浇注料是标准的中间包内衬材料,抑制中间包内衬的龟裂和剥落对于开发浇注料是非常重要的。在中间包的使用中,龟裂的发生和发展都在干燥之后,因此,抑制干燥后的龟裂很重要。在干燥期间一般需要减少总混合水量来抑制龟裂,因为干燥最高温度为800～1200℃,本文从抑制加热1000℃后的收缩的角度,研究了添加膨胀料对浇注料质量以及其它特性的影响,认为添加膨胀料对抑制干燥后的龟裂有效。

氮化硅铁对Al_2O_3-SiC-C系铁沟浇注料性能的影响

为了解决Al2O3-SiC-C系铁沟浇注料在高温使用过程中易氧化的问题,以棕刚玉颗粒、致密刚玉细粉、碳化硅颗粒和细粉、球状沥青、硅粉、Secar 71水泥、氮化硅铁等为原料,制备了Al2O3-SiC-C系铁沟浇注料,并研究了添加5%(w)氮化硅铁对该浇注料施工性能、物理性能、抗氧化性的影响,同时分别采用静态抗渣和回转抗渣试验对抗渣性能进行评价。结果表明:1)与不加氮化硅铁的常规铁沟浇注料相比,添加氮化硅铁的铁沟浇注料的常温强度略低,但是同样具备良好的施工性能和足够的脱模强度;2)添加氮化硅铁的铁沟浇注料具有较高的高温抗折强度和高温抗氧化性能;3)添加氮化硅铁的铁沟浇注料具有良好的静态抗渣能力,但是在强氧化环境和热态冲蚀同时作用的铁沟部位,不建议使用含氮化硅铁的Al2O3-SiC-C材料。

MgO细粉对Al_2O_3-尖晶石系浇注料性能的影响

研究了MgO细粉的加入对Al2O3 尖晶石系浇注料性能的影响。在110℃×24h烘干,1500℃×3h烧成制度下,通过改变基质中MgO细粉的加入量,对材料物理性能和力学性能进行测试。结果表明:3%～5%MgO细粉的加入能显著改善Al2O3 尖晶石系浇注料的综合烧结性能如:显气孔率15%～17%;体积密度3 01～3 03g/cm3,;耐压强度和抗折强度分别高达104～115MPa和12 5～14 5MPa;当MgO细粉的加入量大于5%时,由于材料线变化率和显气孔率的过度增大,引起材料结构的松散,导致材料强度的降低和抗渣性能的下降如:显气孔率大于20%;体积密度小于2 90g/cm3,;耐压强度和抗折强度则分别小于100MPa和11MPa。

均热炉底辊用Al_2O_3-SiO_2质浇注料在使用过程中的相组成和结构变化

对CSP系统均热炉底辊用Al2O3-SiO2质浇注料在使用过程中的相组成和结构变化进行了分析与研究。结果表明,该浇注料的明显特点是结构致密、组成合理,尤其是复合结合剂的使用,既赋予制品常温结合强度,又可在温度梯度下各结合剂与相邻物相发生不同步却连续的烧结反应,使制品始终保持体积稳定、结构致密且具有一定的强度。该浇注料辊套内侧的裂纹生成以及铁沿裂纹侵入反应加剧了裂纹扩大并最终导致碎裂,这是制品损毁的主要原因。

Cr_2O_3微粉加入量对Al_2O_3-SiO_2浇注料性能的影响

以特级高铝矾土和棕刚玉为主要原料、纯铝酸钙水泥(Secar 71)为结合剂的Al2O3-SiO2浇注料为研究对象,研究了Cr2O3微粉加入量对其施工性能、强度以及抗渣性能的影响。结果表明:加入一定量的Cr2O3微粉后,浇注料的抗渣性能得到明显改善;并随着Cr2O3微粉加入量的增加,浇注料的强度逐渐增大;对浇注料施工性能影响不大。

Al_2O_3-CaO系浇注料高温强度的探讨

目前，刚玉质浇注料大多含有硅微粉，这影响了浇注料的高温性能．不能适应某些特殊使用条件的要求。为了提高刚玉质浇注料的高温性能，国内外学者研究了将刚玉浇注料系统中SiO2取消，通过将浇注料体系矿物相组成由Al2O3-CaO-SiO2三元系统变为Al2O3-CaO二元系统，利用Al2O3和CaO高温下反应生成CA6而获得高的高温性能。本试验特研究了纯Al2O3-CaO体系浇注料高温抗折强度的影响因素．并为进一步提高刚玉浇注料的性能提出一点看法.

Al_2O_3细粉对MgO系浇注料性能的影响

本文研究了Al2O3细粉的加入对MgO系浇注料性能的影响。在110℃×24h烘干，1500℃×3h烧成制度下，通过改变基质中Al2O3细粉的加入量，对材料物理性能和力学性能进行测试。结果表明：3％～5％Al2O3细粉的加入能显著改善MgO系浇注料的综合烧结性能：显气孔率15％～17％；体积密度3．01～3．03g／cm^3；耐压强度和抗折强度分别高达85～92MPa和12．4—14．5MPa；当Al2O3细粉的加入量大于5％时，由于材料线变化率和显气孔率的过度增大，引起材料结构的松散，导致材料强度的降低和抗渣性能的下降如：显气孔率大于20％；体积密度小于2．90g／cm^3；耐压强度和抗折强度则分别小于70MPa和10MPa。

BN对Al_2O_3-MgO系浇注料性能的影响

研究了分别添加0,1%,1.5%,3%的氮化硼 的Al2O3-MgO浇注料分别在空气和埋炭气氛下于 1600℃保温3h烧成后的物理性能和抗渣性能,借助 X射线衍射仪、扫描电子显微镜对材料的物相变化和 显微结构进行了分析和观察。研究结果表明:(1)在空 气中1600℃烧成时,BN氧化生成B2O3并放出N2,B2 O3与Al2O3反应生成一定量的过渡液相,促进了浇注料 烧结,使浇注料线收缩增大,体积密度升高,显气孔率 下降,抗折强度明显提高;而当BN加入量超过1%时, 其氧化后形成大量的气孔,阻碍了浇注料的致密化过 程,影响了浇注料的上述物理性能。(2)在埋炭条件下 烧成时,浇注料中BN不易被氧化,它的存在使浇注料 难于烧结,同时,浇注料中引入的镁砂和铝酸钙水泥与 氧化铝反应伴随着一定体积膨胀,使浇注料体积密度 下降,显气孔率增加,抗折强度下降。(3)在空气和埋 炭条件下的抗渣试验发现,当在浇注料中加入1%BN 时,其抗转炉终渣侵蚀性能均有较大的提高。但两种 试验条件下浇注料抗渣作用机理不同:在空气中,BN 氧化后形成的过渡液相吸收了生成镁铝尖晶石等反应 所伴随的体积膨胀,促进了浇注料烧结,抑制了渣的渗 透和侵蚀;而埋炭条件下,浇注料基质中的氮化硼难以 被氧化物熔渣润湿,阻碍了渣的渗透和侵蚀,因而使浇 注料具有优良的抗渣侵蚀性和渗?

轻烧铝矾土骨料对Al_2O_3-SiO_2质超低水泥浇注料性能的影响

为实现Al2O3-SiO2质浇注料的轻量化而采用部分轻烧铝矾土骨料，将伽（Al2O3）为71％的铝矾土生料分别经900和1100℃轻烧，破碎分级成5—3、3～1和≤1mm的骨料。在矾土基超低水泥浇注料基础配比中，分别以质量分数15％、30％和45％的轻烧骨料等量取代特级矾土熟料，检测了各项常规性能并借助扫描电镜观察了显微结构。结果表明：随轻烧骨料加入量的增多，浇注料的需水量增加，显气孔率增加，体积密度下降；1350℃烧后的加热永久线变化率呈下降趋势，但即使加入轻烧料高达45％（W）时，仍能保持残余膨胀；烘干后的抗折强度有所下降，但对1000和1350℃烧后抗折强度影响不大，甚至1000℃烧后的强度有所增加；1300℃的高温抗折强度有所降低。对于使用温度在1350℃以下气氛炉用铝硅质浇注料，用900～1100℃轻烧铝矾土骨料部分取代其熟料骨料，可实现浇注料的轻量化。

CaO-Al_2O_3-SiO_2系统中新型低水泥和超低水泥铝硅质耐火浇注料的组成和特性

与传统的CaO-Al2O3-SiO2系统中的RCC和MCC相比较,评估了氧化铝含量为60%-99%的新型低水泥（LCC）和超低水泥（ULCC）铝硅质耐火浇注料。当预热至1 000℃时,新型的ULCC和LCC浇注料通常显现出较低的线变化率和耐压强度。当预热至1 500-1 600℃时,ULCC和LCC也会显现出较高的体积密度及可以接受的耐压强度。制备含量为97%-99%的刚玉浇注料以及含量较少的CAC71（3%-6%）、WOC（6%-7%）和玻璃相,并建议在≥1 600℃下应用。同时,制备相同LCC和ULCC的硅石（60%-65%Al2O3）和铝矾土（85%-88%Al2O3）及其较高的WOC（7%-11%）和较低的耐火粒度级配,并尽可能地在1 500℃以下应用。

不同粒度莫来石球形骨料对Al_2O_3-SiO_2浇注料性能的影响

由于球形骨料的流动性高,有利于致密堆积,可制备高性能耐火材料,因此,在以传统不规则形状莫来石骨料(以下称"传统骨料")、矾土均化料细粉、SiO_2微粉、纯铝酸钙水泥等为原料制备的低水泥Al_2O_3-SiO_2浇注料基础上,研究分别用粒度为8~5、5~3、3~1和≤1 mm的球形莫来石骨料(以下称"球形骨料")逐级取代同粒度的传统骨料对浇注料施工性能以及热处理后强度的影响,并借助SEM分析了试样的显微结构。结果表明:1)不同粒度球形骨料的引入均有效地改善了浇注料的流动性,降低了加水量,其中以引入3~1和5~3 mm的改善效果较好,使浇注料的加水量从采用传统骨料的5.8%(w)减少至5.2%(w);2)与传统骨料相比,除≤1 mm的球形骨料外,均可提高浇注料的可泵送性;3)球形骨料的引入提高了浇注料的致密度和常温耐压强度,但对浇注料的常温抗折强度影响不大,其中3~1 mm的球形骨料对浇注料强度的提升较大;4)热处理后浇注料的显微结构分析表明,球形骨料与基质边界结合紧密,与传统骨料的相当。

纳米Al_2O_3对Al_2O_3-SiC-C浇注料性能的影响

以电熔致密刚玉、碳化硅、沥青等为主要原料,研究了加入纳米Al_2O_3对Alpha-bond结合的Al_2O_3-SiC-C质铁沟浇注料性能的影响。随着细粉预混法引入的纳米Al_2O_3的增加,流动值相近时,浇注料加水量有所增加,常温抗折强度和耐压强度变化趋势不明显;高温抗折强度在纳米Al_2O_3加入量为0.5%(质量分数,下同)时最高,提高幅度为4%,但随着加入量的继续增加,呈降低趋势。静态坩埚抗渣实验表明:含纳米Al_2O_3的浇注料,其抗渣侵蚀性没有得到改善;在加入1.0%纳米Al_2O_3时,抗渣渗透性得到提高。引入的纳米Al_2O_3使得材料在高温处理后更易生成莫来石相。

F^-离子对Li_2O-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃晶化的影响

采用差热分析(DTA),X射线衍射分析(XRD),扫描电镜(SEM等分析手段研究了F-离子对Li_2O-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃形核和晶化的影响.结果发现,引入F-离子使得玻璃的析晶峰值温度降低,玻璃的析晶活化能E降低,晶化指数n加大.引入F-离子后,一方面促进了玻璃析晶和晶化,Li_xAl_xSi_(1-x)O_2固溶体析出以及Li_xAl_xSi_(1-x)O_2固溶体向β-锂辉石固溶体转变加快,晶化后的晶粒尺寸加大,析晶活化能E,晶化指数n与扫描电镜(SEM)分析一致.表明F-离子促进了玻璃晶化和离子扩散.

Si_3N_4-Fe对Al_2O_3-SiC-C质铁沟浇注料性能的影响

利用Si3N4 的优良性质及金属塑性相Fe的作用 ,将其添加到高炉出铁沟用Al2 O3-SiC -C浇注料中 ,以改善材料的力学性能和抗氧化性能。对高温处理后试样强度、显气孔率测试以及对氧化层的SEM分析 ,结果表明 ,添加适量的Si3N4 -Fe ,材料的显气孔率降低 ,强度提高 ,抗氧化性增强。

氮化硅铁在Al_2O_3-SiC-C质铁沟浇注料中的防氧化行为

将Al_2O_3-SiC-C系铁沟浇注料及分别添加 8% (质量分数)氮化硅、氮化硅铁的浇注料试样在空气中进行 1500℃ 3h热处理后,分别对氧化层进行形貌(SEM)及能谱分析(EDS),并结合热力学分析了氮化硅铁的防氧化行为:高温氧化气氛下,表面氮化硅铁中的Si3N4首先氧化生成SiO2,构成氧化层的主体;随着铁相材料的氧化,形成的氧化铁不但降低了氧化层的熔点,而且降低了熔体的粘度,增进熔体在材料表面上的润湿性及流动性,形成覆盖于材料表面的氧化层而阻止碳素氧化,使其具有比纯氮化硅更好的防氧化性能;另外,由于氮化硅铁在Al2O3 -SiC-C系材料中加入量少,而且试样内部的铁不是以氧化铁形式存在的,故对材料高温使用性能的影响不大。

氧化铈对CaO-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃烧结和性能的影响

采用烧结法制备添加氧化铈的CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃材料,并对其进行差热分析(DTA)、X射线衍射分析、扫描电镜(SEM)观察和性能测试。结果表明:添加少量氧化铈能够降低玻璃的玻璃转变温度和析晶峰值温度,促进玻璃粉体的烧结致密化,但氧化铈加入量过多将会阻止玻璃的烧结和晶化;氧化铈的最佳添加量(质量分数)为5%;随着氧化铈含量的增加,样品的介电常数呈"N"字形变化,而样品的介电损耗则表现为先减小后稍微增加的变化趋势。样品的热膨胀系数随氧化铈含量的增加基本呈下降趋势。添加5%氧化铈的样品在925℃烧结后,其相对密度达99.1%,其介电常数、介电损耗和热膨胀系数分别为6.7、0.09%和3.42×10-6K-1。