低导热微孔刚玉骨料的湿法制备及其抗渣机制研究

为了制备轻质高强且耐渣蚀的工作衬耐火材料,首先以α-Al_2O_3微粉为主要原料,采用铝溶胶、淀粉为结合剂,通过湿磨法经1 780℃煅烧后制备了一种微孔刚玉骨料,其体积密度为3.05 g·cm^(-3),显气孔率为9.1%,闭口气孔率达12.3%,中位孔径为0.43μm,800℃下热导率为6.5 W·m^(-1)·K^(-1),较普通刚玉降低41.6%。然后采用浸泡法研究了微孔刚玉骨料的抗渣性能,并与普通刚玉骨料进行对比研究,以揭示微孔刚玉骨料的抗渣机制。结果表明:微孔刚玉骨料的抗渣性能明显优于普通刚玉骨料的。显微结构及能谱分析显示:在微孔刚玉骨料与熔渣反应界面形成了一层连续的隔离层,隔离层中主要为大量的CA_2及CA_6柱状晶体;而普通刚玉骨料与熔渣反应界面的柱状晶体分布则不连续,熔渣大量侵蚀或渗透进入骨料内部。其抗渣机制主要是微孔更有利于CA_2及CA_6柱状晶体成核、长大,由于微孔刚玉骨料孔径更为细小,在熔渣与骨料反应过程中熔渣达到饱和时,微孔刚玉及普通刚玉的临界溶解厚度分别为0.16及0.34μm;并且第二相熟化速率增大,微孔刚玉骨料的第二相熟化速率为普通刚玉的9.7倍。

镁锆砖的抗RH炉渣侵蚀机制

为实现RH炉的无铬化,以电熔镁砂、单斜锆为原料制备了ZrO2质量分数为11%的镁锆砖,并采用回转抗渣法进行镁锆砖和电熔再结合镁铬砖的抗高、低碱度RH炉渣对比试验,并分析了其抗渣机制。结果表明:(1)镁锆砖抗高碱度渣侵蚀性能较再结合镁铬砖强,但其抗低碱度渣侵蚀性能相对较差;在高碱度渣中形成含锆酸钙反应层是镁锆砖抗渣侵蚀性能优越的关键。(2)镁锆砖中的ZrO2吸收渣中的CaO而使渣碱度降低,黏度升高,从而使渣在镁锆砖中的渗透程度降低。(3)镁锆残砖的渣层含微量的ZrO2,从工作面到原砖层,镁锆残砖呈现出明显变质层、轻微变质层和原砖层3个段带,而镁铬残砖只有明显变质层和原砖2个段带;镁锆砖的SiO2含量在轻微变质层中最高,而镁铬砖的SiO2含量从工作面到原砖层逐渐减小。