致密定型耐火制品常温耐压强度测量不确定度评定

主要概述了致密定型耐火制品常温耐压强度测量不确定度的评定,以及在测量过程中测量不确定度的构成要素,影响常温耐压强度不确定因素的个分量,常温耐压强度的相对合成不确定度和扩展不确定度。在报告与测量结果相关联的测量不确定度时不同的表达方式。

转炉镁碳砖常温耐压强度不确定度分析

常温耐压强度作为定形制品重要的性能指标,一直被高校、检验机构、生产以及使用单位重点关注。该项指标对于判别耐火材料的致密程度、结合状态有着重要意义,同时也能为耐火材料在运输、砌筑、储存过程的强度损毁提供理论参考。

混料工艺对铝锆碳耐火材料生坯性能的影响

针对铝锆碳耐火材料生坯显微结构和力学性能的调控与优化,以板状刚玉、锆莫来石、锆刚玉为骨料,α-Al_(2)O_(3)微粉、鳞片石墨、添加剂为细粉,木质素磺酸盐为结合剂,机压成型制备铝锆碳耐火材料试样和基质试样。研究了细粉的混料工艺(手动混料0.5 h、未混料、球磨混料2和5 h)对基质试样和耐火材料试样体积密度、显气孔率、常温耐压强度和显微结构的影响。结果表明:细粉的混料工艺对试样显气孔率和体积密度的影响较小,但对显微结构和常温耐压强度影响显著。球磨混合使得原料分布均匀,显著减少气孔、裂纹等缺陷,并使得基质原料的粒度均匀性提高和比表面积增加,有利于木质素磺酸盐溶液结合剂的吸附和黏结,从而保证强度的明显提升。但过长的球磨时间可能会导致原料颗粒过细,团聚增多,反而降低了强度。当细粉经2 h球磨混合时,试样中基质与骨料结合较为紧密,常温耐压强度最高。

不同检验方法对进口热压半石墨砖耐压强度影响因素的探讨

鞍钢10~#高炉大修工程是鞍钢技术改造重点项目之首,为了提高高炉一代寿命,进口了美国UCAR炭素有限公司生产的NMD型热压半石墨砖(简称NMD砖)。 常温耐压强度(简称耐压强度)是NMD砖主要性能指标之一。目前我国尚无此产品。

利用钢渣尾渣制备耐火喷涂料的试验研究

钢渣是在钢铁生产过程中由造渣材料、冶炼反应物、侵蚀脱落的炉体和补炉材料、金属炉料带入的杂质和为调整钢渣性质而加入的造渣材料所组成的固体渣体(李婕,2005),每生产1 t钢排出约0.15 t钢渣(程绪想,2010)。

二步烧结法制备锆酸钙材料的研究

为提高锆酸钙材料的致密度,以碳酸钙和氧化锆为原料,采用预烧—破碎—压制成型—高温烧成的二步烧结法制备了锆酸钙(CaZrO_(3))材料,主要研究预烧温度(分别为1200、1300、1400、1500℃)对CaZrO_(3)材料显微结构和常温性能的影响。结果表明:1)采取二步烧结法能使原料分布均匀,反应彻底,避免了氧化锆相变导致的试样膨胀开裂;2)预烧温度为1400℃时,试样的综合性能最优,主晶相CaZrO_(3)可达99%(w),平均晶粒尺寸为4~5μm,显气孔率为1.6%,体积密度为4.40 g·cm^(-3),常温耐压强度为590 MPa。

热处理对轻质绝热耐火材料性能的影响

研究了煅烧温度对以轻质骨料、珍珠岩、叶蜡石和焦宝石为主要原料,铝酸钙水泥和硅微粉为粘结剂的轻质绝热耐火材料性能的影响。试样自然干燥24 h脱模后,再经110℃烘干24 h,分别于500℃、800℃、1000℃和1300℃煅烧3 h,然后检测试样的体积密度(BD)、线变化率(PLC)、常温抗折强度(MOR)、常温耐压强度(CCS)及热膨胀系数和抗热震性能。结果表明,随着热处理温度的提高,该轻质绝热耐火材料的体积密度减小,常温抗折强度和常温耐压强度则先减小后增大,热膨胀系数减小。该轻质绝热耐火材料具有优良的抗热震性能。

氧化铁纳米粒子对镁钙耐火材料性能的改善

研究了氧化铁纳米粒子对镁钙材料性能和微观结构的影响。检测了试样的体积密度、显气孔率、抗水化性及常温耐压强度等物理和机械性能,并且对生成的物相及微观结构演变进行了XRD和SEM/EDX分析。结果表明,加入氧化铁纳米粒子后,试样的抗水化性得到了改善,体积密度和常温耐压强度增加,显气孔率减少。这些变化的原因可能是:游离氧化钙和氧化镁生成了CF和C_(2)F等低熔点相;填充了组织中的空隙;通过液相的参与强化试样的烧结过程。

由密高岭土黏土制备铝硅酸盐耐火材料的研究

密高岭土黏土由于其低塑性始终没有用于生产耐火材料。在这项工作中,开发和研究了添加黏土粘结剂的密高岭土黏土所生产的黏土质耐火材料。3个配方经混合、半干压成型和干燥后在1 200~1 400℃的温度范围内烧成。研究确定其物理性能,如体积密度、显气孔率、线性收缩和常温耐压强度。对化学和矿物成分也进行了测定。结果表明,线性的烧成收缩值在耐火黏土允许范围内。常温耐压强度随温度升高而增加直到1 400℃。常温耐压强度随着粘结剂含量的增加而增加。烧成阶段温度的增加和助熔剂的存在都使得砖致密化从而实现了高常温耐压强度值。研究表明,含有铝土矿的密高岭土黏土可用来生产硅酸铝耐火材料。

含Fe2O3纳米颗粒的CaO耐火材料致密化和性能

将0~8%的纳米Fe_2O_3加入到CaO耐火材料基质中。试样在电炉中经1 650℃烧成5h,再利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)研究其晶相和显微结构特性。本文报道了体积密度、显气孔率和抗水化性方面的物理性能。机械性能利用常温耐压强度(CCS)和1 200℃抗折强度试验进行研究。结果发现:在CaO耐火材料中引入纳米Fe_2O_3促进了2CaO·Fe_2O_3(C2F)、CaO·Fe_2O_3(CF)和3CaO·Al_2O_3(C3A)相的形成,改进了烧结过程。纳米Fe_2O_3通过改善直接结合影响材料的结合结构。另一方面,纳米Fe_2O_3的存在导致CaO耐火材料基质性能(如体积密度、抗水化性和常温耐压强度)的改善。纳米Fe_2O_3含量为4%时,材料1 200℃时的抗折强度最大。

添加MgAl_2O_4纳米颗粒对MgO-CaO耐火材料致密化及性能的影响

将不同百分含量的MgAl_2O_4纳米颗粒添加到MgO-CaO耐火材料陶瓷复合材料中,在电炉中于1 650℃烧结并保温3 h获得耐火材料试样。用体积密度、表观气孔率、抗水化性、常温耐压强度、晶相形成和显微结构分析等方法对耐火材料试样进行了表征。结果表明,随着MgAl_2O_4纳米颗粒的加入,试样的体积密度增大。但随着MgAl_2O_4纳米颗粒的加入量达到6%,其表观气孔率和耐压强度分别下降和增加,而进一步添加MgAl_2O_4纳米颗粒,由于热膨胀失配,其结果发生了逆转。另外,加入MgAl_2O_4纳米颗粒可以显著提高试样的抗水化性能,这是由于降低了耐火材料中游离CaO的含量,并通过形成致密的微观结构来促进致密化。

预烧温度对二步烧结法制备CA_(6)材料的影响

以氧化铝和碳酸钙为原料,采用预烧—破粉碎—压制成型—高温烧成的二步烧结法制备了六铝酸钙(CA_(6))材料,主要研究了预烧温度(分别为1100、1200、1300、1400℃)对CA_(6)材料性能和显微结构的影响。结果表明:1)由于预烧破坏了预烧料中的一部分气孔,并减少了高温烧成过程中的气孔产生量,因此制备的CA_(6)材料的致密度和常温强度远高于常规烧结工艺制备的CA_(6)材料。2)预烧温度以1200℃为最佳,所制备的CA_(6)材料的显气孔率为28.2%,体积密度为2.52 g·cm^(-3),常温耐压强度为330 MPa。

利用粉煤灰反应烧结合成ZrO_2-莫来石复合材料

以粉煤灰、锆英石和氧化铝为原料,通过反应烧结法合成ZrO2-莫来石复合材料.研究了烧结温度对合成材料线收缩率、密度、吸水率、常温耐压强度和抗热震性的影响.采用XRD和SEM表征材料的相组成和显微结构.研究结果表明,在1600℃下烧结4h可以合成常温耐压强度高、烧结性和抗热震性优异的ZrO2-莫来石复合材料;合成材料中ZrO2多以粒状形式存在,平均粒径约为5～10μm,能较均匀地分布于莫来石基质中.

高纯电熔莫来石再烧结制品的研制

以高纯电熔莫来石为主要原料,用硅酸乙酯水解液或硅酸溶胶为结合剂制备了样砖。其性能如下:荷重软化开始温度≥1700℃;0.2MPa荷重下于1550℃持续50h的蠕变率仅0.16％;常温耐压强度高达160MPa以上;耐热震性和抗玻璃侵蚀性也相当优良。优良的性能源于材料的高的纯度和良好的显微结构。

铝粉加入量对铝锆碳滑板材料性能的影响

在铝锆碳滑板材料的常规配方（板状刚玉颗粒、电熔锆刚玉、白刚玉微粉、石墨、板状刚玉粉的质量分数分别为55％、20％、10％、3％、12％，同时外加2．5％和4％质量分数的外加物和结合剂）中，以质量分数分别为0、2％、4％、6％、8％、10％的金属铝粉等量取代板状刚玉粉，经混练、成型、干燥后，一部分在生产现场与铝锆碳滑板一起埋炭烧成（1300～1500℃），再分别在冷水中浸泡25h和在隧道窑中于1300～1400℃重烧；另一部分在实验室电炉中于l000℃埋炭保温3h烧成，再在冷水中浸泡25h。检测不同条件下烧成及再处理后试样的常温耐压强度、质量变化率和加热永久线变化率。结果表明：1）随着铝粉加入量的增加，在上述两种条件下烧成后试样及在上速两种条件下烧成居再经冷水浸泡后试样的常温耐压强度均呈增大趋势，但冷水浸泡后试样的常温耐压强度均比浸泡前减小；2）随着铝粉加入量的增加，在生产现场与铝锆碳滑板一起烧成后试样在隧道窑中重烧后，其常温耐压强度逐渐减小，质量变化率和加热永久线变化率逐渐增大。

SiO_2微粉加入量对铝镁质捣打料性能的影响

为了进一步提高现有铝镁质干式捣打料的性能,以粒度5~3、3~1、≤1和≤0.074 mm的电熔白刚玉及粒度≤0.088 mm的电熔镁砂细粉为主要原料,以分析纯SiO_2微粉和α-Al_2O_3微粉为添加剂,制备了铝镁质捣打料。研究了SiO_2微粉加入量(质量分数分别为1%、2%、3%、4%、5%)对铝镁质捣打料的烧后线变化率,烧后试样的显气孔率、体积密度、常温耐压强度、物相组成等的影响。结果显示:随着SiO_2微粉加入量的增多,铝镁质捣打料的烧后线变化率逐渐减小,从膨胀1.41%变化至收缩1.51%;烧后试样的显气孔率逐渐减小,体积密度不规律地增大,常温耐压强度基本上呈增大趋势;SiO_2微粉加入量为2%(w)的烧后试样的物相主要为α-Al_2O_3和Al_2MgO_4以及微量的α-SiO_2。综合考虑各项性能,铝镁质捣打料中SiO_2微粉加入量以2%(w)为宜。

利用镁橄榄石和粉煤灰漂珠制备轻质隔热材料的研究

为降低原料成本和烧成温度,以镁橄榄石和粉煤灰漂珠为主要原料,硼砂为调质剂,经800℃保温1 h热处理制备轻质隔热材料。研究了硼砂加入量(质量分数分别为5%、10%、20%和30%)对材料的物相组成、显微结构和性能的影响。结果表明:1)轻质隔热材料的主物相为镁橄榄石、硼酸铝、莫来石和石英;2)当硼砂加入量为20%(w)时,试样中生成硼酸镁相,材料具有较好的综合性能,真气孔率为58.6%,体积密度为1.08 g·cm^(-3),热导率为0.150 W·m^(-1)·K^(-1),常温耐压强度为7.62 MPa。

木炭添加量对多孔莫来石陶瓷性能的影响

为了改善以木炭为造孔剂的多孔莫来石陶瓷的性能，以烧结莫来石（0．25～0．3 mm）、SiO2微粉、Al2 O3微粉、滑石粉、球黏土、膨润土、甲基纤维素、木炭粉（≤0．044 mm）为原料，研究了不同量的木炭粉（外加质量分数分别为0、2％、4％、6％、8％、10％、12％）对多孔莫来石坯体的成型外观、烘干后的常温耐压强度及1400℃保温3h热处理后的显气孔率和常温耐压强度的影响，并对不同木炭添加量的多孔莫来石试样进行了显微结构分析。结果表明：外加质量分数≤8％的木炭，制成的多孔莫来石坯体可较好成型；外加质量分数2％～8％木炭的莫来石坯体与不添加木炭的相比，烘干后试样的常温耐压强度明显提高；多孔莫来石热处理后的显气孔率随着木炭添加量的增加而增加，常温耐压强度随之降低。综合考虑多孔莫来石陶瓷各项性能，木炭外加质量分数不宜超过8％。

水泥窑用低水泥浇注料性能的研究

以矾土为主要原料,铝酸钙水泥和硅微粉为结合系统,研究了不同热处理温度对水泥窑用低水泥浇注料性能的影响。试样自然干燥24h脱模后,再经110℃烘干24h,分别于300℃、500℃、700℃、900℃、1100℃、1300℃和1500℃热处理3h。检测各温度热处理后试样的体积密度(B.D)、线变化率(P.L.C)、常温抗折强度(M.O.R)、常温耐压强度(C.C.S)、常温耐磨性能以及试样的热膨胀系数和抗热震性能。结果表明,随着热处理温度的提高,水泥窑用低水泥浇注料的体积密度呈现先减小后不变再增大的变化规律;线变化率呈现收缩先增大后减小再增大的变化规律;常温抗折强度和常温耐压强度呈现先增大后减小再增大的变化规律。水泥窑用低水泥浇注料经过1500℃热处理后的磨损量小于经过1300℃热处理后的磨损量。水泥窑用低水泥浇注料具有相对优良的抗热震性能。

无水泥高铝自流浇注料

采用不同硅溶胶成分作结合剂,研究了具有两种粒度分布的高铝质无水泥自流浇注料热处理后的物理化学性能,其中包括化学组成、体积密度、显气孔率、常温耐压强度、荷重软化点、永久线变化、耐剥落性以及高温抗折强度。