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。

不同粒度锌铝尖晶石加入量对方镁石-锌铝尖晶石性能的影响

以高纯镁砂(5~0.074、≤0.074 mm)为主要原料,分别以烧结法合成的锌铝尖晶石颗粒(5~0.074 mm)和细粉(≤0.074 mm)取代相应粒度的高纯镁砂,制备了方镁石-锌铝尖晶石试样,分别研究了锌铝尖晶石颗粒(加入质量分数分别为10%、15%和20%)和细粉(加入质量分数分别为5%、10%和15%)的引入量对试样性能的影响,并与市售的铁铝尖晶石砖的性能作对比。结果表明:1)随锌铝尖晶石颗粒引入量的增加,试样的显气孔率增大,体积密度和常温耐压强度降低,抗热震性能稍有提高;2)随锌铝尖晶石细粉引入量的增加,试样的常温物理性能和抗热震性能均有提高;3)当锌铝尖晶石以10%(w)颗粒料或5%~10%(w)细粉料引入时,其抗侵蚀性能均优于目前水泥窑使用铁铝尖晶石砖的。综合来看,锌铝尖晶石以5%(w)细粉形式引入的试样性能最好。

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。

镁铝尖晶石对方镁石-复合尖晶石砖性能及抗V_2O_5侵蚀性的影响

以高纯镁砂、高铁镁砂、铁铝尖晶石砂、镁铝尖晶石为原料,于1 600℃烧成制备了方镁石-复合尖晶石试样,研究不同镁铝尖晶石对试样性能的影响,采用SEM观察和分析了V_2O_5气氛侵蚀后试样的微观形貌。结果表明:添加75MA和90MA的试样,显气孔率随着尖晶石含量的增加先增加后降低;添加66MA的试样,显气孔率随着尖晶石含量增加而增加;添加三种尖晶石的试样,耐压强度、高温抗折强度均随着尖晶石含量增加而降低;添加12%75MA和90MA试样的热震稳定性好于添加66MA的试样;添加90MA的试样,尖晶石含量越高,试样的抗侵蚀性越好;添加66MA尖晶石的试样,尖晶石含量越高,试样的抗侵蚀性越差;当试样中MA含量相同时,Al_2O_3含量越高,试样的抗V_2O_5侵蚀性越好。

镁铝尖晶石种类和板状刚玉对方镁石-尖晶石砖性能的影响

以不同粒度电熔镁砂以及90烧结镁铝尖晶石(富铝尖晶石)、75烧结镁铝尖晶石、66烧结镁铝尖晶石(富镁尖晶石)、板状刚玉细粉为原料,按照骨料与基质质量比65 35配料,经过1 730℃烧成后制备了方镁石-尖晶石砖。研究了添加不同种类镁铝尖晶石以及添加富镁尖晶石和板状刚玉细粉对方镁石-尖晶石砖体积密度、显气孔率、抗热震性、高温抗折强度和抗渣渗透性的影响。结果表明:加入富铝尖晶石的促进烧结作用明显,试样的体积密度最大,显气孔率最低,抗渣渗透性最好;加入富铝尖晶石试样高温抗折强度最大;加入富镁尖晶石和板状刚玉材料的抗热震性最好;在添加富镁尖晶石材料中加入板状刚玉能促进材料烧结,提高抗热震性和抗渣渗透性。

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。

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。

氧化铝粉对微孔方镁石—镁铝尖晶石耐火骨料显微结构和性能的影响

以盐湖轻烧MgO粉和煅烧Al_(2)O_(3)粉为原料制备了4组微孔方镁石-镁铝尖晶石耐火骨料(镁铝尖晶石5 wt.%~20 wt.%),并采用XRD、SEM和压汞仪等研究了煅烧Al_(2)O_(3)粉添加量(3.7 wt.%,7.7 wt.%,12.1 wt.%和16.8 wt%)对其显微结构和性能的影响。煅烧Al_(2)O_(3)粉在骨料内部形成多孔状镁铝尖晶石颗粒,增加其添加量,可增大微孔骨料的显气孔率,降低体积密度。尽管多孔状镁铝尖晶石微颗粒与MgO微颗粒间存在微裂纹,降低了耐火骨料的抗折强度,但该多孔镁铝尖晶石微颗粒能够诱导微孔骨料中微裂纹产生偏转和裂纹分支,在经受热震冲击时,能改善微孔骨料的热震稳定性。当煅烧Al_(2)O_(3)粉的添加量为7.7wt.%时,微孔方镁石-镁铝尖晶石耐火骨料拥有最佳的综合性能,其体积密度为3.23 g/cm^(3),中位孔径为386.1 nm,抗折强度为45.2 MPa,800℃导热系数为10.5 W/(m·K),热震后抗折强度保持率最高(97.0%)。

Al、Mg添加剂对方镁石-尖晶石-碳砖性能的影响

采用烧结镁铝尖晶石、电熔镁砂和鳞片石墨为主要原料 ,研究了方镁石 -尖晶石 -碳砖中添加的金属Al、Mg和不同Mg/Al比对其碳化后残存膨胀率、热膨胀率和N2 中 15 0 0℃ ,1.5h处理后的失重率的影响。结果表明 :添加适量Al。

添加浮选镁砂颗粒和Al_(2)O_(3)细粉对方镁石-尖晶石砖性能的影响

以烧结镁砂、浮选镁砂、电熔镁铝尖晶石和煅烧Al_(2)O_(3)细粉为主要原料,以木质素磺酸钙为结合剂,经混练、成型、1650℃烧成制备了方镁石-尖晶石砖,主要研究了以浮选镁砂颗粒替代普通烧结镁砂颗粒以及在此基础上外加不同量煅烧Al_(2)O_(3)细粉(质量分数分别为0、3%和5%)对方镁石-尖晶石砖性能的影响。结果表明:1)以浮选镁砂颗粒替代普通烧结镁砂颗粒制备的方镁石-尖晶石砖,显气孔率和常温耐压强度降低,体积密度、抗热震性、高温强度和高温韧性提高。2)在以浮选镁砂颗粒替代普通烧结镁砂颗粒制备的方镁石-尖晶石砖中,随着煅烧Al_(2)O_(3)细粉引入量的增多,显气孔率和常温耐压强度降低,体积密度、抗热震性、高温强度和高温韧性提高。

含铁添加剂对水泥窑方镁石-尖晶石砖性能的影响

在方镁石_尖晶石材料中 ,加入三种不同类型的含Fe2 O3 添加剂 ,均能提高材料的常温性能、热稳定性和挂窑皮性 .用加入适量的含Fe2 O3 添加剂的方镁石_尖晶石砖来代替水泥窑烧成带的镁铬砖 。

套筒石灰窑拱桥用方镁石-尖晶石耐火砖的损毁原因分析

概述了环形套筒石灰竖窑的基本结构及其耐火材料的使用情况,分析了套筒石灰竖窑中核心部位拱桥使用的方镁石-尖晶石砖的损毁机制,并针对如何提高套筒石灰竖窑中拱桥的寿命提出了建议。

添加剂ZrO_2对方镁石-铝镁尖晶石质耐火材料性能的影响

研制无铬耐火材料对水泥工业的环保发展有着重要意义.以电熔镁砂颗粒、镁砂细粉、铝镁尖晶石、α-Al2O3细粉作为主要成分,添加2%无定形态TiO2细粉最为助烧结剂,以此组成耐火材料的基础配方,并考察了ZrO2对该耐火材料性能的影响.结果表明：随着Zr O2用量的增加,试样显气孔率和体积密度呈增长趋势,但幅度不太明显;常温抗折强度、抗热震性能、抗渣性等都呈先增大后减小趋势,但达到最值的用量不同;荷重软化温度呈逐渐下降趋势;综合各项性能来看,ZrO2的最佳用量为4%-6%.

镁铁铝复合尖晶石砖抗水泥熟料和抗碱盐侵蚀性能研究

为分析水泥窑用镁铁铝复合尖晶石砖的侵蚀机制,对经高温烧成的商品高铁镁砂-镁铝尖晶石砖、方镁石-铁铝尖晶石砖和镁铝尖晶石砖分别进行了1 450℃4 h的抗碱盐和抗水泥熟料侵蚀试验,并对侵蚀后试样进行了SEM扫描电镜和EDS物相分析。结果表明:高铁镁砂-镁铝尖晶石砖的抗碱盐侵蚀性和抗水泥熟料侵蚀性均最好,方镁石-铁铝尖晶石砖次之,镁铝尖晶石砖相对较差。这是因为高铁镁砂-镁铝尖晶石砖结构最为致密,体系中Fe元素以固溶体的形式存在,高温烧成时结构稳定,没有像方镁石-铁铝尖晶石砖中二次尖晶石的形成和Fe元素的变价带来的微裂纹,没有Fe元素的扩散造成的孔洞,使得碱蒸气不易渗入;体系中的Fe元素与水泥熟料反应生成高黏度的铁酸钙和铁酸铝相,阻止了水泥熟料的进一步渗透。

镁铝尖晶石种类对尖晶石-方镁石复相材料烧结性能的影响

分别以3种尖晶石(富镁尖晶石、富铝尖晶石、矾土基富镁尖晶石)与烧结镁砂为主要原料,添加少量硅灰,经1550℃保温3 h热处理后制备了尖晶石-方镁石质试样,并研究了不同种类的尖晶石对尖晶石-方镁石试样烧结性能的影响。结果表明:在富镁尖晶石与烧结镁砂的烧结反应过程中,尖晶石相与方镁石相之间生成了高熔点镁橄榄石相,起桥接作用,提高了试样的结合强度;富铝尖晶石与烧结镁砂的烧结伴随着二次尖晶石的生成,产生了的体积膨胀与烧结收缩相互抵消,线收缩率小,且二次尖晶石的生成产生了柯肯达尔效应,导致试样中存在大量连通的狭长状柯肯达尔空隙,使试样烧结不致密,强度较低;与富镁尖晶石相比,矾土基富镁尖晶石中含有少量杂质,会在反应过程中充当促烧结剂,使得尖晶石-方镁石试样烧结的更加致密。

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。