镁质弥散型透气砖高温抗折强度的研究

本文采用四因素三水平正交设计表,研究了不同加入量电熔镁砂(0.2～0 mm)(质量百分含量,下同)(0%、3%、6%)、α-Al2O3微粉(0.044 mm,5%、8%、10%)、电熔镁砂细粉(0.044 mm,2%、4%、6%)和Cr2O3细粉(0.044mm,0%、1%、2%)对中间包镁质透气砖高温抗折性能的影响。研究结果表明:在实验条件下,四种材料对镁质透气砖高温抗折强度的影响大小顺序是:电熔镁砂(0.2～0 mm)>工业氧化铬粉>电熔镁砂细粉>α-Al2O3微粉;其中(0.2～0 mm)电熔镁砂和Cr2O3粉对镁质透气砖的高温抗折强度有显著的影响,电熔镁砂细粉对镁质透气砖的高温抗折强度有一定的影响,而α-Al2O3微粉的影响则很小。从镁质透气砖的高温抗折强度来考虑:方案A3B2C2D2为最佳的方案。

MgCO_(3)微粉对刚玉质弥散型透气砖性能的影响

为提高刚玉质弥散型透气砖的性能,以电熔白刚玉颗粒及细粉、α-Al_(2)O_(3)微粉、Cr_(2)O_(3)微粉等为原料,固定骨料与基质的质量比为85∶15,分别用质量分数为0、1%、2%、3%的MgCO_(3)等量替代电熔白刚玉细粉制备了刚玉质弥散型透气砖,研究了MgCO_(3)微粉加入量对其性能的影响。结果表明:加入1%(w)MgCO_(3)微粉时,试样常温耐压强度、常温抗折强度和高温抗折强度增加;继续增加加入量,试样的常温和高温强度下降,体积密度减小,显气孔率升高,且透气度变化不大。加入的MgCO_(3)高温下分解生成的MgO与基质中的Al_(2)O_(3)反应生成尖晶石起增强作用,当加入量过多时,试样膨胀率和高温强度下降,这与体系生成了低熔点相有关。

组成对镁质弥散型透气砖高温抗折强度和透气度的影响

通过四因素三水平正交试验,研究了≤0.2 mm电熔镁砂加入质量分数(0、3%、6%),≤0.044 mmα-Al2O3细粉加入质量分数(5%、8%、10%),≤0.044 mm电熔镁砂细粉加入质量分数(2%、4%、6%),≤0.044 mm Cr2O3细粉加入质量分数(0、1%、2%)对镁质弥散型透气砖高温抗折强度和透气度的影响。结果表明:4种材料对镁质透气砖高温抗折强度影响的大小顺序是:电熔镁砂(≤0.2 mm)>Cr2O3细粉>电熔镁砂细粉(≤0.044 mm)>α-Al2O3细粉;对镁质透气砖透气度影响的大小顺序是:电熔镁砂细粉(≤0.044 mm)>α-Al2O3细粉>电熔镁砂(≤0.2 mm)>Cr2O3细粉。综合考虑认为,不添加≤0.2 mm电熔镁砂,加入≤0.044 mm的α-Al2O3细粉、电熔镁砂细粉和Cr2O3细粉的质量分数分别为8%、4%和1%的方案最佳。

CaCO3微粉对刚玉质弥散型透气砖性能的影响

弥散型透气砖因具有供气可靠性好、安全性高和精炼效果好等优点得到较多应用,然而其自身多孔结构导致的强度低和使用寿命短等缺陷限制了它的应用。为优化刚玉质弥散型透气砖的使用性能,本文以电熔白刚玉颗粒及细粉、α-Al_(2)O_(3)微粉、Cr2O3微粉等为主要原料,固定颗粒与细粉的质量比为85∶15,分别用质量分数为0%、1%、2%、3%的CaCO3等量替代电熔白刚玉细粉,探索CaCO3微粉的引入对弥散砖性能的影响。结果表明:随CaCO3微粉加入量增加(0%~2%),弥散砖材料常温强度和高温强度增加,由于CaCO3分解生成的CaO与基质中的Al_(2)O_(3)反应生成六铝酸钙,其相互穿插连接增加了基质间的结合程度,从而提高了材料的强度。

纳米CaCO_(3)加入量对刚玉质弥散型透气砖性能的影响

为改善刚玉质弥散型透气砖的性能,以粒度分别为1~0.15、≤0.15 mm的板状刚玉为骨料,以≤0.044 mm的板状刚玉、d_(50)=0.6μm的α-Al_(2)O_(3)微粉为基质,以Secar 71水泥为结合剂,加入不同量的纳米CaCO_(3),浇注成型后分别经1 200℃保温4 h、1 600℃保温4 h热处理,得到弥散型透气砖试样。研究纳米CaCO_(3)加入量(外加质量分数分别为0、0.5%、1%、1.5%、2%)对浇注料的流动性、弥散型透气砖性能和显微结构的影响。结果表明:1)在加水量一定的情况下,刚玉质浇注料的流动值随纳米CaCO_(3)外加量的增加而下降;2)随着纳米CaCO_(3)外加量的增加,经不同温度保温4 h烧后试样的体积密度下降,显气孔率、常温强度、高温抗折强度均升高,透气性能无明显变化;3)经1 600℃保温4 h烧后试样的常温物理性能明显优于经1 200℃保温4 h烧后试样的;4)纳米CaCO_(3)外加量(w)为1.5%时,试样的综合性能较优。

颗粒组成对刚玉质弥散型透气砖性能的影响

为改善刚玉质弥散型透气砖的透气性能,以粒度为1~0.15、≤0.15 mm的板状刚玉颗粒为骨料,以≤0.044 mm的板状刚玉细粉、d_(50)=3μm的α-Al_(2)O_(3)微粉为基质,外加R1减水剂,以Secar 71水泥为结合剂,浇注成型后经1600℃保温4 h热处理,制备了弥散型透气砖。基于Andreasen分布方程,通过改变分布指数q值,研究了颗粒组成对材料性能和显微结构的影响。结果表明:1 q值从0.21增至0.33的过程中,烧后试样的显气孔率减小,体积密度、常温抗折强度、常温耐压强度和高温抗折强度增大,透气度均≤0.6 Nm^(3)·h^(-1);2当q值从0.33增至0.53时,烧后试样的显气孔率增大,体积密度、常温抗折强度、常温耐压强度和高温抗折强度减小,透气度增大;3当q值为0.49时,烧后试样的综合性能较优,其显气孔率、常温耐压强度、常温抗折强度、高温抗折强度、透气度分别为25.6%、67.1 MPa、20.9 MPa、9.4 MPa、2.8 Nm^(3)·h^(-1)。

颗粒级配对弥散型刚玉质透气砖材料性能的影响

为提高弥散型透气砖用耐火材料的力学性能和透气度,延长其使用寿命,以粒度为1.25~1、0.5~0.3、0.2~0.09 mm的电熔白刚玉为骨料,以广西白泥、氧化铝微粉、氧化铬微粉为细粉,制备了弥散型刚玉质透气砖,研究了骨料颗粒级配对其性能的影响。结果表明:试样的常温强度和高温抗折强度随着大颗粒含量的增加而降低,随着小颗粒含量的增加而增加。当固定小颗粒为10%(w)时,随着大颗粒含量增加,试样的显气孔率、透气度和抗热震性均提高。在试验范围内,大颗粒与中颗粒质量比为3060时,刚玉质透气砖材料的综合性能较好。