MgCl_(2)·6H_(2)O溶液对方镁石-镁铝尖晶石耐火材料性能的影响

以电熔镁砂和电熔镁铝尖晶石为原料,以18°Be’、24°Be’、30°Be’三种不同浓度的MgCl_(2)·6H_(2)O溶液和酚醛树脂为结合剂,制备方镁石-镁铝尖晶石耐火材料。以酚醛树脂为对照组,通过研究MgCl_(2)·6H_(2)O溶液对材料常温抗折强度、常温耐压强度、烧结性能、抗热震性能的影响,探明MgCl_(2)·6H_(2)O溶液对材料的作用机理。结果表明,在常温下MgCl_(2)·6H_(2)O溶液能与镁砂反应生成氯氧镁水泥(MOC),MOC在微观下表现为交错互锁的晶须结构,使得耐火材料在干燥后具有非常高的机械强度。当热处理温度为1 700℃、溶液浓度为24°Be’时,材料的常温耐压强度达到79.1 MPa,相较于酚醛树脂提高了58.2%;当热处理温度为1 700℃、溶液浓度为18°Be’时,材料的显气孔率达到16.8%,相较于酚醛树脂降低了13.4%。MgCl_(2)·6H_(2)O溶液浓度的增加有利于提高材料的断裂韧性。MOC和Mg(OH)_(2)在烧成过程中会分解产生活性MgO,促进材料的烧结。此外,分解产生的活性MgO呈类球状,它们分散填充在镁砂颗粒内部裂隙处,形成微孔结构,有利于减缓热震时的热应力冲击。

原料组成对多微孔方镁石-镁铁铝复合尖晶石陶瓷显微结构与性能的影响

利用原位分解合成法,以轻烧MgO、Fe2O3和Al(OH)3为原料,成功制备了多微孔方镁石-镁铁铝复合尖晶石陶瓷,并研究原料组成对其显微结构与性能的影响。研究结果表明:当理论镁铁铝复合尖晶石含量为0%(质量分数,下同)时,试样中颈部连接形成较少,耐压强度较低;当理论镁铁铝复合尖晶石含量为4%~16%时,试样中生成的液相量增多,物质运输速率加大,形成的颈部连接较多,耐压强度较高;当理论镁铁铝复合尖晶石含量为24%时,试样中镁铁铝复合尖晶石生成带来的体积膨胀增多,增大颗粒间距,颈部连接的形成减少,试样的耐压强度减小。同时,当理论镁铁铝复合尖晶石含量为12%~16%时,多微孔方镁石-镁铁铝复合尖晶石陶瓷具有较高的显气孔率(22.3%~24.6%)、较低的体积密度(2.75~2.80 g/cm^(3))和较高的耐压强度(100.6~123.1 MPa)。

水泥回转窑过渡带用尖晶石-方镁石-铝酸钙耐火材料的制备

水泥回转窑过渡带由于难以结窑皮和所用耐火材料热导率较高,使得窑体表面温度高,散热损失大。本工作以菱镁矿、白云石和煅烧氧化铝为原料合成了尖晶石-铝酸钙复相轻量骨料,以此为颗粒,以烧结镁砂细粉为基质制备出尖晶石-方镁石-铝酸钙耐火材料。借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪等手段研究了合成原料物相组成对耐火材料常温物理性能、荷重软化温度和抗水泥物料侵蚀性能的影响,结果表明:利用菱镁矿、白云石和煅烧氧化铝为原料在1650℃保温4 h可以合成吸水率较低的尖晶石-铝酸钙复相轻量耐火原料。以合成尖晶石-铝酸钙复相材料为骨料可以制备出常温耐压强度较高的尖晶石-方镁石-铝酸钙耐火材料,其高强度得益于合成骨料与方镁石基质的良好结合。尖晶石-方镁石-铝酸钙耐火材料具有较好的抗水泥物料侵蚀性能,可用于水泥回转窑过渡带。

方镁石-尖晶石质免烧耐火材料抗渣性能研究

采用烧结镁砂和电熔尖晶石为主要原料,酚醛树脂为结合剂,以单质硅粉、氧化钇等为添加剂,对比研究了添加剂及熔渣特性对方镁石-尖晶石质免烧耐火材料抗渣性能的影响.结果表明,熔渣碱度越高,黏度越小,越易于向耐火材料内部渗透.复合添加Al和Y_(2)O_(3)有利于改善材料结构与性能,一方面,Y_(2)O_(3)能够调节MgO晶粒生长、促进材料烧结。另一方面,Y_(2)O_(3)与熔渣中的CaO反应形成CaYAlO_(4),增大熔渣黏度,提高材料的抗渣侵蚀性能.

钙矾石与方镁石双膨胀作用研究

钙矾石与方镁石双膨胀作用有以下 3种形式 :(1)促使水泥石内部孔隙的压缩和迁移 ,即改变水泥石孔结构 ;(2 )补偿收缩和产生外体积膨胀 ;(3)在约束条件下产生预压应力 ,即内部储能 .钙矾石膨胀主要发生在早期 ,方镁石膨胀主要发生在后期 ,两者适当组合 ,能使水泥及其混凝土产生适宜的膨胀量与膨胀分布 .合理利用钙矾石与方镁石双膨胀作用 ,可以使中热和低热矿渣水泥获得较好的微膨胀性 ,同时保证强度等其它性能良好稳定 .

含ZrO_2添加剂对方镁石-尖晶石耐火材料力学性能的影响

在方镁石 -尖晶石耐火材料中 ,加入三种不同类型的含ZrO2 添加剂 ,均能明显提高材料的力学性能。经XRD、偏光显微镜及电子探针分析 ,认为改善性能的机理在于 :引入ZrO2 改善了材料的显微组织结构 ,并产生了适量微裂纹 ,强化了基质 。

不同结合系统刚玉-方镁石-尖晶石浇注料的性能

对比研究了水泥结合和水合氧化铝结合的刚玉 -方镁石 -尖晶石浇注料的性能。结果表明 :二者相比 ,水合氧化铝结合浇注料的需水量较大 ,流动性较差 ,烧结致密化温度高 ,在 1 5 5 0℃下烧结后的强度和致密度低 ,但其抗热震性能及抗渣性能较好。

SO_3掺杂对高镁熟料中方镁石含量,C_3S晶粒尺寸及晶型的影响

随着水泥行业的快速发展,高品质石灰石成为日趋紧缺的资源,合理有效地利用高镁质石灰石原料煅烧水泥熟料又被赋予更加重要的资源综合利用的意义。本文借助化学分析、岩相分析、胶砂试验研究、XRD等检测方法等,探讨了不同掺量的SO3对高镁熟料中方镁石含量、C3S晶粒尺寸及晶型的影响。结果表明:适当的SO3掺加量能够有效减少高镁熟料中方镁石含量,有利于高镁熟料中氧化镁的固溶,促进C3S晶粒尺寸的增大,稳定熟料中M1型C3S,提高熟料的力学性能,在SO3掺量为1%时,得到的熟料力学性能最好,为高镁石灰石今后在水泥行业的利用提供一定理论和实验依据。

水泥熟料及碱盐对方镁石-镁铝尖晶石砖的侵蚀行为

对以电熔镁砂、电熔镁铝尖晶石为原料制备的方镁石-镁铝尖晶石砖进行了不同温度的抗侵蚀试验,研究了水泥熟料及碱盐(K2SO4、KCl)对方镁石-镁铝尖晶石砖的化学组成、矿物组成及显微结构的影响,从而研究其对方镁石-镁铝尖晶石砖的侵蚀行为。结果表明:1)水泥熟料对方镁石-镁铝尖晶石砖的侵蚀过程主要是向砖内渗透,侵蚀砖中方镁石及基质M2S生成低熔物CMS而使M2S、方镁石不断溶解,使砖形成致密的变质层,温度越高,渗透和侵蚀作用越剧烈。2)碱盐通过对砖的液相渗透和气相扩散,在砖中与杂质发生化学反应,生成新的气体并挥发,使砖的表层因碱盐的化学侵蚀而疏松,深层因残碱的沉积而致密。3)实际使用中,碱盐在高温层侵蚀砖中的方镁石及结合相而使高温层疏松,使水泥熟料大量渗透和侵蚀而形成致密的变质层;碱盐在低温层的析晶、沉积,使致密的变质层变厚。而致密且较厚的变质层在温度波动时将导致方镁石-镁铝尖晶石产生严重的结构剥落。

水泥熟料中方镁石定量分析

本文简要介绍了水泥熟料中氧化镁的定量分析方法,并采用化学方法和XRD内标法对水泥熟料中的方镁石进行定量分析,用回收率评价了该方法的准确性。结果表明:化学方法和XRD内标法定量水泥熟料中方镁石的含量是可行的,化学方法的回收率在99.40%以上,两种方法的测定结果一致。

方镁石-尖晶石耐火材料的抗铜锍侵蚀性研究

采用静态坩埚法研究了不含添加剂以及添加TiO2或ZrO2的方镁石-尖晶石耐火材料于不同温度下的抗铜锍侵蚀性,并与电熔再结合镁铬砖进行了对比。借助SEM和EDAX分析了铜锍侵蚀后方镁石-尖晶石材料的显微结构及各层带的化学组成变化。结果表明:(1)方镁石-尖晶石耐火材料与铜锍反应很微弱,反应层厚度均低于1 mm,铜锍对方镁石-尖晶石耐火材料的侵蚀主要表现为渗透,且渗透深度随温度的升高而增大,当温度超过1 200℃后,铜锍渗透深度急剧增大。(2)添加适量TiO2可提高方镁石-尖晶石耐火材料的抗铜锍渗透性,甚至优于镁铬砖的,TiO2的适宜加入量为2%;ZrO2的引入不能明显改善方镁石-尖晶石耐火材料的抗铜锍渗透性。(3)SEM和EDAX分析显示,铜锍中Cu2S的渗透能力较强,FeS的次之。

XRD内标法测定高镁水泥熟料中方镁石含量和水化程度

采用X线衍射(XRD)内标法,以ZnO作为内标物对高镁水泥水化浆体中方镁石进行定量分析,并利用回收率评价其准确性。观察方镁石水化膨胀对浆体试块产生的破坏情况,并利用扫描电子显微镜(SEM)观察140 d方镁石水化产物的形貌。结果表明:内标法可以用于定量测定高镁水泥浆体中的方镁石含量并根据测定结果确定方镁石的水化程度。在30℃养护180 d时方镁石水化程度为46.66%,在80℃养护60 d时方镁石的水化程度为86.39%,180 d时达到90.64%,水化趋于完全。SEM观察发现,80℃水化140 d时方镁石颗粒表面有片状水镁石形成。80℃养护条件下,高镁熟料中方镁石水化60 d产生的膨胀对水泥试块产生破坏作用,而养护温度低于38℃时方镁石水化缓慢,水化140 d的高镁水泥浆体试块没有明显的外观变化。

高镁石灰石煅烧制度对熟料性能及熟料中方镁石形成的影响

采用高镁石灰石原料煅烧熟料通常会因熟料中方镁石含量多而造成水泥安定性不良,这严重制约了水泥行业的发展,本文借助化学分析、岩相分析、胶砂试验研究、光学显微镜,XRD、SEM等检测方法,探讨了XDL系统与NSP系统煅烧高镁石灰石原料生产熟料的适应性情况。对采用XDL系统煅烧高镁石灰石原料与NSP系统煅烧高镁石灰石原料的对比研究结果表明:XDL系统煅烧的熟料强度增幅快,方镁石含量低,尺寸小,熟料中生成了更多的A矿和B矿,且A矿晶粒形状规则,平均尺寸达30μm;采用NSP系统煅烧的熟料中A矿以M3型为主,XDL系统煅烧高镁石灰石原料能够将熟料中A矿稳定为M1型。

复合添加剂对方镁石-尖晶石砖性能的影响

以电熔镁砂和烧结镁铝尖晶石为原料 ,以TiO2 、ZrO2 、Al2 O3 和Fe2 O3 组成复合添加剂进行正交实验 ,测定了试样的体积密度和耐压强度 ,对实验数据进行了正交直观分析 ,并对试样进行了XRD分析和SEM分析。结果发现 :添加剂影响耐压强度的顺序为TiO2 >ZrO2 >Fe2 O3 >Al2 O3 ;试样的主晶相为方镁石 ,次晶相为尖晶石 ,同时还有少量玻璃相 ;试样的大小颗粒均与基质结合紧密 ,基质中有脱溶晶相 ,此晶相发育良好。

含ZrO_2添加剂对方镁石-尖晶石耐火材料抗渣性能的影响

采用电熔镁砂、电熔镁铝尖晶石为主要原料，用坩埚法研究了三种含ＺｒＯ２ 添加剂对方镁石－ 尖晶石耐火材料抗渣性能的影响。结果表明：引入的ＺｒＯ２ 能有效吸收渣中的ＣａＯ，形成高熔点的ＣａＺｒＯ３ 固相堵塞在气孔中，阻止了炉渣的进一步渗透，又有效地降低了ＣａＯ 对尖晶石的分解作用及ＣａＯ、ＳｉＯ２ 等对主晶相方镁石的侵蚀作用；同时，ＺｒＯ２ 的引入能促进烧结，提高高温固相直接结合率，对提高抗渣性也有着十分重要的意义。

高温液相对熟料方镁石形成的影响

分别制备了由白云石分解产生的方镁石和不同高温液相量及液相粘度的高镁水泥熟料,并利用化学分析、XRD、SEM及熟料岩相结构分析等测试方法,研究了高温液相对熟料中方镁石形成的影响。研究结果表明:与白云石分解产生的方镁石相比,熟料液相显著促进了方镁石晶体的发育;熟料液相增多时,方镁石含量有所减少;液相粘度降低时,方镁石在熟料中的分布更加均匀。

水泥熟料中的方镁石及其定量分析研究进展

综述了水泥熟料中氧化镁的存在形式及方镁石对水泥安定性的影响;总结了方镁石的晶体数量、晶粒尺寸对水泥熟料中方镁石水化程度的影响;概括了方镁石的水化动力学研究及在压蒸条件下的水化程度。总结出氧化镁的定量分析方法有基准法、差减法。方镁石的定量分析方法有甘油-乙醇法、硝酸铵法、电导法、乙二醇法、乙酸-甲醇法、醋酚甲酯-醋酸法、X衍射法及全谱拟合法,并比较了它们的优缺点,发现全谱拟合法是测定方镁石的最佳方法。

FeAl_2O_4对方镁石-铁铝尖晶石质耐火材料性能的影响

以高纯镁砂（5～2、≤2和≤0．088mm）、电熔铁铝尖晶石（3～1和≤0．088mm）为原料，亚硫酸纸浆废液为结合剂，配料混练后机压成型为Ф36mm×36mm及25mm×25mm×140mm的试样，经110℃24h烘干，然后于1650℃3h热处理。采用热膨胀仪、弹性模量仪、SEM等对试样进行了分析研究，分别研究了FeAl2O4粒度（3～1或≤0．088mm）及加入量（质量分数为0、2％、4％、6％、8％、10％、12％）对方镁石一铁铝尖晶石质耐火材料性能的影响。结果表明：随着FeAl2O4添加量的增加，试样的常温强度、线膨胀系数、弹性模量降低。FeAl2O4以细粉形式加入时，试样的常温强度、弹性模量比以颗粒形式加入的要大；加入约4％（W）FeAl2O4就能明显改善镁质制品的抗热震性，其抗热震提高的机制以微裂纹增韧为主；固定尖晶石加入量为8％（W），尖晶石以细粉形式加入时，试样中FeAl2O4可完全反应为（Mg，Fe）Al2O4，以颗粒形式加入时，仅会在颗粒周围生成少量（Mg，Fe）Al2O4。

替代燃料对水泥窑用方镁石-复合尖晶石材料的侵蚀

为了解采用可燃性废弃物作为替代燃料煅烧水泥熟料时产生的气氛对水泥窑烧成带用方镁石-复合尖晶石砖的侵蚀情况,首先进行了化学试剂V2O5分别与高纯镁砂和镁铝尖晶石砂在1 500℃下的反应试验;然后以高纯镁砂、高铁镁砂、铁铝尖晶石砂为原料,于1 600℃烧成制备了方镁石-复合尖晶石坩埚试样,按水泥熟料、橡胶轮胎、石油焦的质量分数分别为50%、25%、25%配成侵蚀介质,采用静态坩埚法进行了替代燃料对方镁石-复合尖晶石材料的侵蚀试验(1 450℃保温3 h)。利用XRD检测了试样的物相组成,采用SEM观察和分析了气氛侵蚀后试样的显微形貌。结果表明:1)V2O5与MA中的Mg O反应产生刚玉相和钒酸镁,破坏了尖晶石结构,并伴随较大的体积膨胀而破坏了砖的结构。因此,在水泥窑使用替代燃料的情况下,方镁石-复合尖晶石砖中不适合加入镁铝尖晶石。2)替代燃料燃烧产生的SO3、V2O5等酸性气体沿着气孔和晶界向砖内扩散,在气孔和晶界处聚集,与方镁石-复合尖晶石材料中的Ca O、Mg O反应生成Ca3(VO4)2、Mg3(VO4)2、Ca SO4、Mg SO4,产生体积效应,不利于材料的稳定;另外还与水泥熟料中的C2S反应生成Ca SO4和低熔点相,不利于窑皮的稳定。

水泥窑用方镁石-铁铝尖晶石砖的性能研究

以电熔镁砂、铁粉、氧化铁粉和-αAl2O3粉为原料,制备方镁石-铁铝尖晶石砖,研究了烧结温度和铁加入量对方镁石-铁铝尖晶石砖性能的影响,采用XRD和SEM对试样的物相组成和显微结构进行了分析和表征。结果表明,提高烧结温度有利于方镁石-铁铝尖晶石砖性能的提高,1 500℃烧成的试样最致密,综合性能较好,增大铁加入量不利于方镁石-铁铝尖晶石砖性能的提高。与直接结合镁铬砖相比,方镁石-铁铝尖晶石砖的常温耐压强度、抗折强度和热震稳定性较好,挂窑皮性和抗侵蚀性与其相近。