矾土均质料的烧结性能研究

将经湿法均化以及真空练泥工艺生产的矾土均质料生坯在1100—1600oC烧成，并在1600℃分别保温l、4和7h，分析了煅烧过程中的物相反应，研究了煅烧制度对均质料烧结性能的影响。结果表明：1）矾土生料经过一系列均化处理后，使得水铝石和高岭石分布更加均匀，水铝石分解形成的α-Al2O3，和高岭石分解形成的非晶质SiO2接触更加容易，从而加快了二次莫来石化的进程；2）升高温度时，矾土均质料的体积密度增加，二次莫来石化程度增大，莫来石含量增加，莫来石相和刚玉相发育较好，最佳煅烧温度为1600℃；3）适当延长保温时间可以促进矾土均质料的致密化，但保温时间不宜过长，最佳煅烧制度为1600℃保温4h。

锂离子电池正极材料锰酸锂的优化合成

运用动态多重扫描速率法,根据四条不同升温速率下的DSC曲线,计算出在空气气氛下动态合成LiMn2O4过程中的动力学参数,据此提出一个优化的LiMn2O4固相合成工艺,采用固相分段焙烧法制备LiMn2O4正极材料,第一段和第二段的温度分别设在600和830℃.用XRD对合成的粉体材料进行了相结构分析;用恒电流充放电仪对LiMn2O4的电化学性能进行测试.结果表明,合成样品具有良好的尖晶石相结构,在充放电循环时初始放电容量达122mAh/g,同时具备良好的容量保持能力.

连铸中间包工作衬的历史及其最新研究进展

从中间包工作衬所用耐火材料的发展历史出发,将其所用耐火材料大致分为四代———无工作衬、绝热板、涂料和干式振动料。然后分别阐述此四代中间包工作衬用耐火材料的性能和实际使用过程中应注意的问题,并比较得出其各自性能的优缺点。最后重点论述最新一代———第四代工作衬,即干式振动料的发展背景、目前研发中存在的问题及作者对研发该干式振动料的总体思路和预期推广应用前景。

基质组成对中间包干式振动料性能的影响

采用中档烧结镁砂（MS95,3-1mm和≤1mm）作骨料,电熔镁砂（MD97,≤0.088mm）为主要基质料,将骨料与基质料的质量比控制在65/35,研制了连铸中间包工作衬用镁质干式振动料。通过常温性能检测和静态坩埚抗渣试验,分别研究了在基质中加入低温结合剂（固体酚醛树脂）、中温烧结剂（分别采用硼砂、氟化钠和六偏磷酸钠）以及抗渗剂（特级矾土和预合成尖晶石）对干式料强度或抗渣渗透性的影响。研究结果表明固体树脂的加入量（质量分数,下同）在3%~5%之间时,干式料的常温强度最佳;中温烧结剂硼砂、氟化钠、六偏的加入量分别在1.5%、1%、1%左右时,对干式料中温烘烤时的促烧结作用最显著,且其促烧作用由强到弱依次是硼砂、氟化钠、六偏;在基质中引入9%特级矾土的基础上再引入2%的尖晶石后,干式料的抗渣渗透性能最佳。

MgO-Al_2O_3-FeO_n复相材料的高温蠕变性能研究

高铁镁砂中引入质量分数为3%的板状刚玉（粒径为23 mm）,经1580℃烧结制备MgO-Al2O3-FeOn复相材料。对烧后试样进行蠕变温度分别为1300℃、1400℃和1500℃（压力为0.2 MPa,保温时间为50 h）的压蠕变实验。试样在1300℃、1400℃和1500℃的蠕变率分别为-0.382%、-1.140%和-4.348%。在50 h的压蠕变试验中,前20 h为初始蠕变阶段,蠕变方程符合y=A+B*exp（C*x）;后30 h为稳态蠕变阶段,蠕变方程符合y=D+E*x,式中y--蠕变率,%;x--时间,h;A、B、C、D、E--实验常数。采用XRD和SEM分析表征蠕变后试样的物相组成及显微结构。结果表明:在高铁镁砂中铁氧化物的促进下,板状刚玉周围形成了镁铁铝尖晶石固溶体,并具有明显的'核-壳'环带结构。由于选用的板状刚玉粒径为23 mm,经过不同温度的蠕变后,试样仍保持完整的环带结构而未被破坏,但由于离子扩散的原因,从外到内形成了多层环带结构。

水泥窑用低导热单晶相莫来石砖的研制

以单晶相莫来石为主要原料制备单晶相莫来石砖。通过对单晶相莫来石理化指标、物相组成及微观结构分析,发现单晶相莫来石结构致密,稳定性高。对单晶相莫来石砖的理化性能、抗碱侵蚀性能进行检测,其结果与抗剥落高铝砖和硅莫砖进行对比分析,发现单晶相莫来石砖具有气孔率低、体积密度低、荷重软化温度高、热震稳定性高、抗碱侵蚀性能优良等特点。单晶相莫来石砖1 000℃导热系数仅为抗剥落高铝砖的68%和硅莫砖的52%,可替代高铝砖和硅莫砖用于水泥窑预热带、安全带及三次风管等中低温区域。

耐火材料领域专利申请文件的撰写

介绍了耐火材料领域常见的专利类型及耐火材料领域专利申请文件的内容,各部分的作用及其撰写要求,同时分析了耐火材料领域发明专利、实用新型专利申请文件中常见的问题,并结合实例对存在的问题进行解释说明。

添加浮选镁砂颗粒和Al_(2)O_(3)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Al_(2)O_(3)细粉为主要原料,以木质素磺酸钙为结合剂,经混练、成型、1650℃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Al_(2)O_(3)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Al_(2)O_(3)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。

板状刚玉粒度和加入量对高铁镁砂-烧结刚玉复合材料性能的影响

以粒度为3～1、≤1、≤0．088 mm的高铁镁砂，≤0．088 mm的高纯镁砂为主要原料，分别研究了不同加入量（质量分数分别为3％、6％、9％、12％、15％）和不同粒度（3～2、2～1、≤1 mm）的烧结板状刚玉对试样性能的影响，并分析其物相组成和显微结构。结果表明：当烧结板状刚玉细粉加入量为6％（w）时，试样的显气孔率16％，体积密度2．99 g·cm－3，常温耐压强度80．9 MPa，荷重软化温度1609℃，抗热震性达到20次，综合性能最好；改变加入刚玉的粒度，可以控制刚玉反应速度，同时影响高铁镁砂中Fe的扩散；铁在方镁石中固溶度大，高铁镁砂的引入可以起到方镁石改性的作用；由于铁氧化物的存在，高铁镁砂－刚玉体系在高温下易于促进镁铝尖晶石和铁铝尖晶石固溶体的形成。

回转窑危废焚烧炉耐火材料的应用现状及设计选材优化

概述了我国工业危险废物处理行业现状、处置技术以及回转窑焚烧系统特点,分析了我国回转窑焚烧系统的耐火材料要求、内衬设计以及损毁形式等,并对典型回转窑危废焚烧工艺提出耐火材料优化对策。

高炉陶瓷杯用新型塑性相复合刚玉砖的研究

随着高炉炼铁工艺的发展,大量经济料的采用,以及强化冶炼导致炉缸工况条件日益恶化,使得陶瓷杯使用寿命大为降低。在分析高炉陶瓷杯用耐火材料损毁原因的基础上,对原有塑性相复合刚玉砖进行优化升级,通过引入复合添加剂、采用有机树脂结合及优化烧成制度等措施开发出了大型高炉陶瓷杯用新型塑性相复合刚玉砖(TD-I)。新型塑性相复合刚玉砖是一种塑性相、炭复合结合新结构耐火制品,综合性能优良,其显气孔率仅为11.0%,但是热震稳定性大于25次,实现了材料低气孔和优良的热震稳定性的统一,可改善材料的抗侵蚀性能。制品的1000℃导热率为6.22 W·(m·K)-1,适度的导热可使得陶瓷杯的隔热及保护炭砖的两个作用得到充分发挥,延长使用寿命。

我国炉排式垃圾焚烧炉耐火材料应用现状

概述了我国城市垃圾无害化处理现状、机械炉排炉特点以及对耐火材料的要求,阐述了我国炉排式垃圾焚烧炉用耐火材料应用现状和关键部位损毁机制,分析了我国垃圾焚烧行业面临的形势以及耐火材料行业的机遇和挑战,并对炉排式垃圾焚烧炉用耐火材料研究方向提出了几点建议。

碳源对Al2O3-SiC-C质出铁沟浇注料性能的影响

以棕刚玉、碳化硅、铝酸盐水泥、α-Al2O3微粉、SiO2微粉等为原料制备了Al2O3-SiC-C质浇注料试样,研究了沥青种类(球状沥青、高温改质沥青、球状+高温改质沥青)、沥青与鳞片石墨(或炭黑)复合对浇注料流动性及经110、1 100和1 450℃热处理后试样性能的影响。结果表明:使用球状沥青和高温改质沥青复合可以改善材料的流动性和抗氧化性;随着热处理温度的升高,试样的体积密度、抗折强度和耐压强度均呈先降后增的趋势,显气孔率的变化与之相反;复合碳源加入后会导致浇注料的需水量增加,但抗氧化性和抗渣性得到明显提高,其中沥青和炭黑复合的浇注料的高温抗折强度最高,抗氧化性和抗渣性最佳。

垃圾焚烧炉用矾土均质料-碳化硅质抗飞灰附着浇注料的研究

为了提高垃圾焚烧炉用耐火材料的抗飞灰附着性能,以矾土均质料、Si C、Al2O3微粉、纯铝酸钙水泥、硅灰等制备矾土均质料-碳化硅质浇注料,研究了SiC含量(质量分数分别为15%、30%、45%、60%)对其性能的影响。结果表明:1)随着SiC含量的增加,体积密度和耐压强度略有下降,抗折强度变化不大,高温抗折强度和抗热震性提高;2)随着SiC含量的增加,矾土均质料-碳化硅质浇注料抵抗飞灰附着的性能显著提高,添加量≥45%(w)为宜。

600MW超临界CFB锅炉耐火材料应用探索

根据四川白马电厂600 MW超临界循环流化床锅炉运行情况,结合循环流化床锅炉循环系统中炉膛、回料器、外置床、灰控阀等重要设备工况特点,分析了各部位耐火材料作用行为和特性要求。运行6年的实践证明:大型循环流化床CFB锅炉设备合理选择耐火材料,可有效解决金属受热面磨损造成爆管,克服金属材料高温变形、耐磨性能差、不耐高温等问题,保证了机组安全稳定运行。大型循环流化床CFB锅炉对耐火材料的性能提出了更高要求,有待进一步分析和研究耐火材料在超临界CFB锅炉中的应用,提高机组耐磨性能和运行稳定性。

低硅炼铁工艺条件下铁沟用耐火材料的改进及应用

针对高炉实施低硅炼铁工艺后因铁水黏度低、流动性强致使主铁沟部位侵蚀加快、冲刷加剧的问题,以电熔致密刚玉、电熔白刚玉粉、碳化硅、α-Al_2O_3微粉、β-Si3N4粉、炭素、纯铝酸钙水泥、Si O2微粉及高效复合减水剂等制备了铁沟浇注料,研究了15~8 mm的大颗粒电熔致密刚玉的加入量(外加质量分数分别为5%、10%、15%)和β-Si_3N_4粉的加入量(质量分数分别为2%、4%、6%)对浇注料性能的影响。结果表明:将主沟浇注料分为外加10%(w)15~8 mm的电熔致密刚玉的铁线浇注料和引入6%(w)β-Si_3N_4的渣线浇注料,并适当调整主沟坡度,在内蒙某1 080 m^3低硅炼铁的高炉铁沟上应用后表明,大大改善了主铁沟渣铁线部位侵蚀加快、冲刷加剧的问题,一次性通铁量由10万t提升至15万t。

炉排式生活垃圾焚烧炉用耐火砖砖型设计标准化研究

根据我国各种炉排炉耐火砖砖型进行设计,将耐火砖分成方砖、拉固砖、镶嵌式空冷砖、落差墙顶部砖、起脚砖、出风口砖和锚固砖等主要砖型。通过归类总结和优化设计,标准化了炉排炉炉墙耐火砖砖型设计和尺寸特征。同时,结合膨胀设计需要和炉墙结构特征,将炉墙划分为若干个模块化设计单元,每个单元是独立又相互连接的一个整体。实践证明,砖型标准化以及炉墙模块化设计,适用于各种炉排炉炉墙设计。这不仅显著提高了生产和施工效率,降低成本,缩短备货和检修周期,同时多层拉固灵活的设计方案和局部高温炉墙独立采用的风冷设计,进一步提高了炉墙的稳定性,减少了停炉清灰频次,显著提高了焚烧炉运转率。

红柱石加入量对铬刚玉砖性能的影响

为了提高铬刚玉砖的抗热震性,在铬刚玉砖配料中添加不同量的红柱石等量取代相同粒度的电熔白刚玉,经混练、成型、干燥、烧成后,检测其致密度、常温强度、常温耐磨性、高温抗折强度和抗热震性,并进行XRD、SEM和元素面扫描分析。结果表明:1、红柱石莫来化反应的体积膨胀效应降低了铬刚玉砖的显气孔率。2、由于莫来石的密度和硬度均低于刚玉的,砖中刚玉相比例的降低不仅导致体积密度下降,也导致常温强度和常温耐磨性能呈下降趋势。3、基质中交错分布的柱状莫来石可有效改善试样的高温抗折强度和抗热震性。4、综合考虑,红柱石添加量以不超过18%(w)为宜。

重烧气氛对水泥窑用镁铁铝尖晶石砖性能的影响

为了研究共处置水泥窑常用的高铁镁砂-镁铝尖晶石砖和方镁石-铁铝尖晶石砖在使用过程中气氛波动下的稳定性,分别在氧化气氛(空气)及埋炭还原气氛下,将高铁镁砂-镁铝尖晶石砖、方镁石-铁铝尖晶石砖分别置于电炉1 450℃保温4 h条件下进5次重烧试验,然后对不同重烧次数下高铁镁砂-镁铝尖晶石砖、方镁石-铁铝尖晶石砖的显气孔率、体积密度、物相组成和显微结构进行对比分析,进而评判两种砖抗气氛波动的稳定性。结果发现:高铁镁砂-镁铝尖晶石砖经氧化和还原气氛重烧后的显气孔率、体积密度、物相组成和显微结构无明显变化;而方镁石-铁铝尖晶石砖重烧过程中则有大量新相生成,导致显微结构破坏严重,显气孔率和体积密度随着重烧次数增加有较大变化,特别是还原气氛下尤为严重。可见,高铁镁砂-镁铝尖晶石砖抗气氛波动性能要优于方镁石-铁铝尖晶石砖的。

水泥窑燃烧器浇注料的损毁原因分析

采用XRD和XRF测试燃烧器衬体浇注料试样的物相组成、化学组成,分析其损毁原因。结果表明:燃烧器衬体浇注料的外表面由于产生了低熔点的钙长石和钾长石,在高温状态下产生液相,降低了浇注料的表面强度,造成浇注料的熔蚀损坏。渗透进入浇注料内部的钾盐一部分与基质反应生成钾霞石和钾刚玉,破坏了浇注料基质组成;另一部分由于钾盐自身密度差异,在浇注料基质内冷却沉积后产生体积膨胀,二者综合作用导致浇注料衬体剥落损毁。