氧化硼对Al_(2)O_(3)-SiC-C质浇注料力学性能的影响

为了利用氧化硼“间接烧结”特性,进一步提升Al_(2)O_(3)-SiC-C质浇注料的力学性能,以氧化硼(≤0.075 mm)为助烧剂,制备了以FM60莫来石颗粒、致密刚玉、碳化硅、α-Al_(2)O_(3)微粉等为主要原料的浇注料,探究了氧化硼细粉加入量(加入质量分数分别为0、0.2%、0.4%和0.6%)对Al_(2)O_(3)-SiC-C质浇注料结构与性能的影响。结果表明,添加氧化硼细粉会显著提升浇注料的加水量,但其有利于晶须状莫来石的生成,从而加强骨料和基质间的结合强度,试样的力学性能得到明显提升。但当氧化硼细粉加入量提高至0.6%(w)时,试样中莫来石晶须长径比减小,试样的强度降低。综合以上结果,氧化硼最佳加入量为0.4%(w)。

热拌环氧浇注式沥青混合料性能试验研究

浇注式沥青混合料密水性、协调变形能力及耐久性优,而环氧沥青混合料的强度及高温抗重载能力极为突出,为实现两种混合料的优势集成,研发了环氧浇注式沥青混合料。对3种来源的热拌环氧沥青进行环氧树脂、热拌环氧沥青力学性能及170℃黏度试验;在热拌环氧浇注式沥青混合料配合比设计基础上,开展搅拌时长为45,135 min的混合料流动性、马歇尔、贯入度、车辙、弯曲及疲劳性能试验。结果表明,3种环氧树脂和热拌环氧沥青的力学性能基本一致,170℃黏度达1 Pa·s时间在3 h以上;混合料性能随搅拌时长增加衰减较大;环氧沥青类型对除流值和极限弯拉应变外性能指标影响不显著。搅拌45 min的XB环氧浇注式沥青混合料性能最优,流动度<5 s且可施工流动性维持时间在135 min以上,马歇尔稳定度超过48 kN,动稳定度达到18945次/mm,贯入度增量仅0.1 mm,-10℃极限弯拉应变>3000με,疲劳性能指标冲击韧性达到3517 N·mm,各项性能远超常规浇注式沥青混合料,多项指标也超过环氧沥青混合料,同时成本也较低。热拌环氧浇注式沥青混合料较好兼顾了浇注式沥青混合料和热拌环氧沥青的优点,可有效提高浇注式沥青混合料高温强度,对提高我国钢桥面铺装质量及耐久性具有重要意义。

气缸套铸造过程中AGV小车应用于自动化浇注系统对提升生产效率的分析

本文提出了将AGV小车应用于气缸套铸造过程中进行智能化生产的整体系统设计,对智能工厂的工艺布局、信息流、对接控制、调度系统进行系统设计,并对比分析了在应用AGV小车之后,智能生产所能带来的提升。该技术的应用使得气缸套铸造过程更具效率、更稳定、更安全,同时提升了铸造工厂的智能化、自动化水平。

不同碱度渣对刚玉-尖晶石浇注料的侵蚀行为研究

浇注料的抗渣侵蚀性能与钢渣的碱度密切相关。以烧结刚玉、缺陷尖晶石微粉、活性α-Al_(2)O_(3)微粉、电熔镁砂细粉和铝酸钙水泥(Secar71)为主要原料,制备了刚玉-尖晶石浇注料,采用静态坩埚法于1600℃保温3 h进行抗渣试验,并用热力学模拟计算了液相量和液相组成,研究了刚玉-尖晶石浇注料对3种不同碱度渣(1.6、2.3和7.6)的抗渣侵蚀性能。结果表明:刚玉-尖晶石浇注料在高碱度渣中溶解能力有限,在熔渣-耐火材料界面极易形成尖晶石固溶体和六铝酸钙等高熔点物相,形成致密层阻挡熔渣渗透和侵蚀。而其在低碱度渣中溶解度较高,在浇注料-熔渣达到较高反应程度时,才开始形成尖晶石固溶体和六铝酸钙等高温相,无法形成有效的致密层阻止熔渣对浇注料的侵蚀和渗透。因此,刚玉-尖晶石浇注料对高碱度渣抗渣侵蚀能力较强,对低碱度渣抗渣侵蚀能力较弱。

用后铁沟料加入量对Al_(2)O_(3)-SiC-C质浇注料性能的影响

为提高用后耐火材料的再利用率,以棕刚玉、用后铁沟料、白刚玉、碳化硅、α-Al_(2)O_(3)微粉、SiO_(2)微粉等为主要原料,制备了Al_(2)O_(3)-SiC-C质浇注料。探究了用后铁沟料加入量(加入质量分数分别为0、14%、28%、42%和56%)对浇注料性能的影响。结果表明,随用后铁沟料加入量的增加,浇注料的加水量显著增加,试样经1450℃保温3 h热处理后由膨胀转变为收缩,试样经110℃保温24 h及1450℃保温3 h热处理后的体积密度、常温抗折强度、抗侵蚀性能均呈现下降趋势,但当用后铁沟料加入量不超过28%(w)时,性能下降幅度较小。将用后铁沟料加入量为28%(w)的浇注料用于1080和1350 m3高炉铁沟支沟与渣沟,取得了良好服役效果,主体结构服役周期大于70 d。

浇注PBX替代材料的准静态压缩力学行为及本构模型标定

为研究高聚物粘结炸药(PBX)的准静态压缩行为,对两种典型配方(含铝粉与否)的浇注PBX替代材料在不同应变率下进行单轴准静态压缩试验,并对其力学性能进行了对比分析。同时基于朱‑王‑唐(ZWT)模型提出一种新模型来描述材料的准静态压缩行为,通过遗传算法获取本构模型参数,并使用Fortran语言在Abaqus有限元软件的用户材料子程序(UMAT)接口中进行本构模型的建立。结果表明:浇注PBX替代材料的准静态压缩过程可分为弹性压缩、应力衰减以及失稳破坏3个阶段;准静态压缩力学行为与应变率有明显的相关性,随着应变率的提高,材料的有效压缩应变基本不变,而压缩模量、屈服强度和压缩强度的对数与应变率对数近似呈现出线性关系;铝粉的加入使浇注PBX替代材料压缩模量、屈服强度和压缩强度均有所提升。新构建的本构模型能较好描述浇注PBX替代材料的准静态压缩行为,使用有限元软件对本构模型普适性进行验证,得到仿真计算结果与试验结果间可决系数R^(2)均大于0.98,吻合程度较高。

聚丙烯纤维对刚玉-六铝酸钙浇注料抗热震性能的影响

为改善刚玉-六铝酸钙浇注料的性能,以刚玉、六铝酸钙(CA6)、活性α-Al_(2)O_(3)微粉为主要原料,在1550℃保温4 h,制备了水合氧化铝结合的刚玉-CA6浇注料,研究了不同聚丙烯纤维加入量(外加质量分数分别为0、0.04%、0.08%、0.12%和0.16%)对刚玉-CA6浇注料性能尤其是抗热震性的影响。结果表明:1)聚丙烯纤维的加入可使试样平均线膨胀系数减小,但会导致试样强度和体积密度有所降低,进而导致弹性模量减小;2)适量聚丙烯纤维的加入可改善试样抗热震性,但过量的聚丙烯纤维会导致材料内部结构疏松、致密度减小,试样抗热震性反而有所降低;3)聚丙烯纤维加入量为0.08%(w)时,常温抗折强度保持率最高,为53.5%,表现出最佳的抗热震性能。

耐火浇注料用SiO_(2)、Al_(2)O_(3)和MgO微粉结合剂研究进展

结合剂是耐火浇注料的重要组成部分,为耐火浇注料提供了早期作业性能和力学强度,并可影响耐火浇注料在高温下的使用性能。对近年来耐火浇注料用SiO_(2)、Al_(2)O_(3)以及MgO微粉结合剂的研究进展及仍存在的一些问题作出了总结,期望为其进一步研究和更好的应用起到积极的推进作用。

浇注工艺对高强度抗硫管内壁带状组织的影响研究

内壁带状组织的控制是高强度抗硫管的生产难点之一。在高强度抗硫管电炉冶炼过程中,开展不同浇注工艺(钢水过热度、结晶器电磁搅拌、末端电磁搅拌和连铸拉速等)的对比试验,通过金相显微镜、扫描电镜等分别对连铸坯、热轧态管和调质态管进行微观组织分析,研究了高强度抗硫管内壁带状组织的形成机理及演变规律,探索了不同浇注工艺对高强度抗硫管内壁带状组织的影响。

不定形耐火材料之浇注料的研究进展

介绍了不定形耐火材料中的一种以浇注方式施工的材料——浇注料,并根据笔者的研究成果及近年来有关浇注料新产品的制备、应用等方面的最新研究,系统地论述了焦宝石基浇注料、矾土基浇注料、莫来石基浇注料、刚玉基浇注料、镁质浇注料、轻质隔热浇注料和耐酸耐碱浇注料的性能和研究进展。在此基础上,展望了浇注料的发展趋势。

轻质高强莫来石浇注料的组分优化和性能增强

为积极响应双碳政策,减少工业能源消耗,亟需开发轻质高强耐火材料。以微孔莫来石、莫来石细粉、氧化铝微粉、氧化铝空心球和二氧化硅微粉为原料,水泥为结合剂,制备了轻质莫来石质浇注料,研究了氧化铝空心球加入量(加入质量分数分别为0、3%、6%和9%)对莫来石浇注料性能的影响。结果表明:氧化铝空心球能提高试样的气孔率,并促进氧化铝微粉和二氧化硅微粉生成莫来石相,解决了试样因显气孔率增大而力学性能降低幅度较大的问题。随着氧化铝空心球加入量的增加,试样的显气孔率明显增加,体积密度降低,热导率显著下降,抗热震性提高,强度降低较少。当氧化铝空心球添加量为9%(w)时,试样经1400℃热处理后的显气孔率较高,体积密度和热导率较低,但常温强度仍然较高。

生产因素对浇注式沥青混合料性能的影响

GMA沥青混合料性能受到生产因素的影响显著,室内小型拌合设备难以模拟实际的生产情况。通过Cooker车真实模拟GMA混合料生产过程,研究不同生产因素对浇注式沥青混合料性能的影响。研究表明,当Cooker车控制好混合料的拌合温度、拌合时间时,GMA混合料的性能是可控的。Cooker车的拌合时间宜控制在2.5~3 h,生产过程中应尽量将沥青用量的精度控制在±0.2%,以稳定混合料的性能。采用浇注成型的冲击韧性试验数据较切割的试验数据稳定性好,应尽量采用浇注成型的试件制备方法。

不同种类铝镁尖晶石细粉对刚玉尖晶石浇注料性能的影响

以板状刚玉颗粒和电熔尖晶石颗粒为骨料,以板状刚玉细粉、烧结或电熔尖晶石细粉、活性α-Al_(2)O_(3)微粉为基质,高纯铝酸钙水泥为结合剂,振动浇注成型,经1550℃高温烧成后制备刚玉尖晶石试样。研究了不同厂家烧结尖晶石细粉和电熔尖晶石细粉的化学成分、物相组成和粒度分布对刚玉尖晶石浇注料显微结构、烧后永久线变化率、显气孔率、体积密度、常温抗折强度、高温抗折强度和常温耐压强度的影响。

钢桥面大坡度段浇注式沥青混合料施工质量控制

浇注式沥青混合料摊铺时流动性大,常用于钢桥面铺装的保护层。当桥面坡度大时,浇注式沥青混合料在重力作用下流淌,可能导致铺装厚度不均匀。现综述日本的相关研究,重点介绍评价方法、材料设计和施工过程控制,为我国浇注式沥青混合料在大坡度段的施工质量控制提供参考。

张紧力对树脂浇注干式变压器温升影响的温度场仿真分析

本文采用ANSYS温度场仿真软件分析5种绕制张紧力作用下变压器绕组的最高温升值和平均温升值,探讨了绕组张紧力对绕组温升的影响规律。结果表明:绕组绕制张紧力对高低压绕组温升产生影响,且对低压绕组温升影响大,对高压绕组温升影响小。铜导体处于弹性变形时,对高低压绕组温升影响小;铜导体承受的应力值超过屈服极限应力时,对高低压绕组温升影响显著增强。这一研究对变压器绕组的绕制工艺改进和绕组温升设计具有重要的工程实用价值。

新一代六铝酸钙质浇注料的研制与应用

针对钢包永久层用高铝质浇注料热导率较高、受温度影响大、厚度受容积限制的特点,以六铝酸钙骨料和细粉、Al_(2)O_(3)微粉为主要原料,以铝酸钙水泥为结合剂,研制了钢包永久层用六铝酸钙质浇注料。该浇注料在500、800、1000℃时的热导率均在0.63 W·m^(-1)·K^(-1)左右,受温度变化影响小,隔热保温效果好;200 t钢包永久层采用六铝酸钙质浇注料配合绝热保温板使用后,钢包包壁外壳温度与原用高铝质浇注料永久层比较,温度平均降低30~50℃。预期通过骨料适度轻量化、减少用量及结构变化,可将六铝酸钙材料的成本降低20%~35%,同时钢水温降减少,可大幅降低钢厂的生产成本。

垃圾焚烧锅炉一通道耐火材料采取浇注料与挂砖方式的对比研究

为了加强垃圾焚烧余热锅炉辐射受热面吸热能力,降低水平烟道入口烟温,分析了一烟道耐火材料采用挂砖方式的可行性。目前一烟道耐火材料采用浇注料方式,存在导热性能不足和抗氧化性能弱等问题,无法适应垃圾高热值变化。以单条线处理规模750 t/d、设计低位热值8372 kJ/kg的生活垃圾焚烧余热锅炉为计算对象,对比两种方式在材质检验、换热效果、经济效益等方面的差别。计算结果表明:采取挂砖方式,受热面总的传热系数是浇注料的1.3~1.67倍,从而锅炉最大连续出力工况下,一烟道出口烟温可降低32℃,同时烟气停留时间满足850℃、2 s环保监测要求。

发泡-自发凝固浇注法制备镁铝尖晶石质多孔材料

为了提高热工窑炉的热效率,降低热能损耗,以工业级中档镁砂细粉(d50=34.2μm)、煅烧氧化铝粉(d50=3.4μm)为原料,油酸钾为发泡剂,羧甲基纤维素钠为稳泡剂,异丁烯与马来酸酐交替共聚物(ISOBAM-104,简称“IB”)为固化剂,采用发泡-自发凝固浇注法制备镁铝尖晶石质多孔材料,研究了IB加入量(外加质量分数分别为0、0.1%、0.2%、0.3%和0.4%)对料浆和1500℃保温3 h烧后试样性能的影响。结果表明:1)随IB加入量增加,料浆的膨胀比减小,Zeta电位的绝对值先增大后减小,烧后试样的显气孔率减小,体积密度增大,常温耐压强度先升高后降低,气孔分布由紧密堆积变为独立分散,孔壁增厚,热导率先增大后减小。2)当IB加入量为0.3%(w)时,Zeta电位为-52.6 mV,料浆最稳定;烧后试样的常温耐压强度最大,为32.7 MPa,显气孔率为54.4%,体积密度为1.63 g·cm^(-3),热导率为0.205 W·m^(-1)·K^(-1)(350℃);平均气孔尺寸最小,为46.8μm,综合性能最佳。

不同固化剂对浇注高聚物黏结炸药药浆固化时间的影响

为探究不同固化剂应用于浇注高聚物黏结炸药(polymer bonded explosives,PBX)药浆时的固化时间,利用傅里叶变换红外光谱仪、旋转流变仪及邵氏A型硬度计,研究了甲苯二异氰酸酯(TDI)、二聚酸二异氰酸酯(DDI)及TDI/DDI混合固化剂对浇注PBX药浆固化过程中的固化反应速率、适用期及固化时间的影响。结果表明,不同固化剂与端羟基聚丁二烯(HTPB)在55℃下的反应速率大小关系为k_(TDI)>k_(TDI/DDI)>k_(DDI),且反应遵循二级反应规律。对于高固含量的浇注PBX药浆,在固化比1.2、固化温度55℃的条件下,采用TDI固化剂时适用期为4 h,固化时间为72 h;采用DDI固化剂时,适用期能够达到5 h以上,但其固化时间为128 h;采用TDI/DDI混合固化剂时,固化时间缩短为96 h,适用期可以达到5 h以上,固化效果较为理想。

鞍钢7号2580 m^(3)高炉炉缸整体浇注修复实践

针对鞍钢7号高炉进入炉役末期,炉缸、炉底侵蚀严重问题,对炉缸破损情况进行了调查,分析了炉缸侵蚀特征及原因,利用高炉中修采用炉缸整体浇注技术修复炉缸内衬,消除安全隐患,开炉后炉况稳定顺行,高炉生产效率提升,利用系数由原来的1.727 t/(m^(3)·d)提高到2.092 t/(m^(3)·d)。