低碳MgO-C材料的抗热震性研究

以电熔大结晶镁砂、天然鳞片石墨、纳米炭黑、酚醛树脂、铝粉等为主要原料制备w(C)=3%的低碳MgO-C材料,以其抗热震性为考核指标,选取颗粒级配、复合抗氧化剂、石墨粒度和复合结合剂4个因素,进行了四因素三水平正交试验。结果表明:在本试验范围内,颗粒级配是影响低碳MgO-C材料抗热震性的主要因素,复合抗氧化剂次之,石墨粒度和复合结合剂的影响基本相当;通过极差分析确定,镁砂颗粒级配(3～1、1～0.088和≤0.088mm的镁砂的质量比)采用50:23:27,复合抗氧化剂采用Al2.5+Mg-Al0.5+B4C0.5,石墨粒度采用10μm的,复合结合剂采用炭黑N220+沥青+酚醛树脂,可制备出抗热震性最佳的低碳MgO-C材料。

热处理温度对Al复合低碳MgO-C材料组成和结构的影响

为了更清楚地观察镁碳材料中Al在200～1400℃埋炭热处理过程中的变化，以62％（W）的电熔镁砂颗粒（≤5mm）、32％（W）的电熔镁砂粉（≤0．088mm）、2％（W）的鳞片石墨和4％（彬）的A1粉制备了Al复合低碳MgO—C材料，并采用XRD和SEM研究了试样分别于200、400、600、800、900、1000、1100、1200、1300、1400℃保温3h热处理后的物相组成和显微结构。结果表明：1）200～800℃，材料的物相组成无变化，结合方式为碳结合。2）800～l200℃，粒状Al4C3在900℃开始生成，1200℃时与N2反应转化为粒状AlN。AlN在1000℃开始生成，到1200℃发育长大为针状晶体，材料的结合方式开始转变为非氧化物结合。3）1200～1400℃，A1N晶体发育长大，形成交叉连锁的网络，填充在方镁石骨架结构中，致使非氧化物结合更牢固。

SiC含量对ZrB_2-SiC/MgO-C低碳复合耐火材料性能的影响

以镁砂、鳞片石墨和ZrB_2-xSiC(x为0,20%,40%,60%,80%,100%,质量分数)复合粉为原料,经成型、干燥、固化和不同温度(1 373,1 673K)保温3h热处理后,制备得到ZrB_2-SiC/MgO-C低碳复合耐火材料,研究了SiC含量对该耐火材料物理和力学性能的影响.结果表明:随SiC含量的增加,固化后复合耐火材料的体积密度和常温抗折强度先增大后减小再略有增大,耐压强度则波动性降低,当SiC质量分数为20%时,复合耐火材料的常温性能最佳;在1 673K保温3h热处理后,复合耐火材料的抗折强度随温度的升高呈先增大后减小的变化趋势,当SiC质量分数为20%时,不同温度下的抗折强度均达到最大;SiC含量的改变对不同温度下的载荷和位移关系影响较小,复合耐火材料的塑性变形开始温度为873~1 073K,断裂温度均为1 673K.

催化剂种类对低碳MgO-C耐火材料常温性能的影响

以电熔镁砂、鳞片石墨和Si粉为原料,以掺入硝酸铁、硝酸钴和硝酸镍的酚醛树脂为结合剂,通过原位催化热解酚醛树脂的方法,在氩气气氛下,分别经800、1100和1400℃热处理,制备了低碳MgO-C耐火材料。研究了不同催化剂对低碳MgO-C耐火材料常温性能的影响,结果表明:硝酸铁为最佳的催化剂,硝酸铁的引入促进了碳纳米管(CNTs)和SiC晶须的原位生成,提高了耐火材料的力学性能。含硝酸铁的酚醛树脂加入试样时,经1100℃热处理后其常温抗折强度和常温耐压强度最高。

低碳MgO-C耐火材料性能优化研究进展

MgO-C耐火材料的低碳化有利于减少耐火材料对钢水的增碳作用,降低不可再生资源的使用量,符合绿色冶金宗旨。围绕低碳MgO-C耐火材料的抗热震性、抗氧化性、抗渣侵蚀性3个关键性能,综述了国内外学者在低碳MgO-C材料性能优化取得的研究进展。最后,对低碳MgO-C耐火材料的发展方向进行了展望。