铝酸钙水泥结合莫来石-碳化硅浇注料的组成及性能

采用烧结莫来石、Secar71水泥及SiC为原料,制备了不同水泥和SiC含量的莫来石质浇注料,研究了浇注料的常温物理性能、热导率及热震稳定性,并借助XRD和EDS研究了材料的物相组成和显微结构。结果表明:随着水泥的加入,浇注料110℃24h显气孔率降低、抗折强度逐渐提高;1100℃3h和1400℃3h抗折强度呈现出先增大后逐渐减小的趋势,当水泥量为25%(质量分数,下同)时,浇注料的显气孔率最高,同时抗折强度达到最大值。随着水泥加入量的增多,浇注料的热震稳定性稍有降低,当水泥量超过25%后,浇注料的热震稳定性逐渐恢复;通过加入5%～10%的SiC,浇注料的热震稳定性明显改善。浇注料的性能同其物相组成及显微结构相关。

干熄焦炉用原位生成AlN晶须增强莫来石-碳化硅质耐火材料

为了提高干熄焦炉斜道支柱用耐火材料的强度与韧性,在莫来石-碳化硅耐火砖中引入不同量的Al粉(其质量分数分别为2%、4%、6%和8%),并研究了Al粉粒径(中位粒径分别为74、38和13 μm)、氮化温度(600、850、1 000和1 200 ℃)及催化剂(分别为纳米Fe粉与氮化硅铁,外加质量分数均为0.5%)对其在氮气气氛下烧成后结构与性能的影响。结果表明:随着Al粉加入量的增加,试样的高温抗折强度逐步提高,Al粉的加入量( w )为6%时,其高温抗折强度可达41.3 MPa,是普通莫来石-碳化硅耐火砖的3倍以上;在5 MPa载荷作用下,经7次循环后,1 400 ℃时普通莫来石-碳化硅耐火砖试样发生断裂,而添加Al粉的试样在18 MPa载荷作用下还可继续承受载荷循环作用;升温至800 ℃左右,材料中的Al与N 2反应生成AlN,继续升高温度或延长保温时间,生成了AlN晶须;添加微量的纳米Fe粉催化剂,600 ℃氮化气氛处理后即生成了AlN,850 ℃形成了AlN晶须,从而使试样的强度和韧性显著提高。综合考虑各项性能,Al粉的适合加入量为6%( w ),最佳Al粉的中位粒径为38 μm,最佳催化剂为纳米Fe,其对应的最佳氮化温度为850 ℃。

高岭土制备轻质莫来石骨料及其对莫来石-碳化硅耐火材料性能的影响

首先,以高岭土为主要原料,采用圆盘造粒法制备了轻质莫来石骨料,并研究了轻质莫来石骨料的基本性能。然后,以轻质莫来石骨料等体积替代(体积替代量分别为0、50%和100%)莫来石-碳化硅耐火材料中的均化矾土骨料,并研究了莫来石-碳化硅材料的性能。结果表明:1、以高岭土为主要原料,采用圆盘造粒法制备出显气孔率为32.7%~37.4%,气孔孔径分布在0.1~1μm的轻质莫来石骨料;Al 2O 3、SiO 2物质的量比对轻质莫来石骨料的性能和显微结构影响不大。2、引入轻质莫来石骨料后,莫来石-碳化硅试样的致密度和热导率均显著降低;常温耐压强度和荷重软化温度虽然也降低,但仍保持在较高水平。轻质骨料MA替代量为50%(φ)的试样MA50具有较好的性能,其显气孔率为20.1%,常温耐压强度为54.3 MPa,荷重软化温度T 0.5为1556℃。

钢纤维对干熄焦炉牛腿用莫来石-碳化硅浇注料性能的影响

为延长干熄焦炉牛腿部位耐火材料的使用寿命,以莫来石、碳化硅为骨料,碳化硅粉、熔融石英粉、α-Al2O3粉和硅微粉为基质,铝酸钙水泥为结合系统,外加钢纤维制备了干熄焦炉牛腿用莫来石-碳化硅浇注料。研究了钢纤维种类(熔抽弯月型、剪切平直型、压痕波浪型、冷拔端勾型)和添加量(外加体积分数分别为0、1%、2%和3%)对该浇注料性能的影响,同时结合试样的载荷-位移曲线分析了浇注料中钢纤维的增韧机制。结果表明:1)表面粗糙的熔抽弯月型和与基体材料锚固作用强的冷拔端勾型钢纤维增强效果优于剪切平直型和压痕波浪型钢纤维;2)适量的钢纤维不仅对浇注料的力学性能,抗热震性和耐磨性能具有显著的提高,还能减缓裂纹的扩展,使其断裂能提高了49.0%,钢纤维合适的外加体积分数在2%以内;3)钢纤维与浇注料的界面粘结力和机械锚固力是钢纤维增强浇注料的关键因素。

锆英石加入量对莫来石-碳化硅浇注料性能的影响

采用烧结莫来石(5～3、3～1、≤0.088 mm)、碳化硅(3～1、1～0.5、≤0.5 mm)、锆英石细粉、SiO2微粉、Secar 71水泥和ρ-Al2O3细粉为主要原料,分别研究了锆英石加入量(w)为3%、6%、9%和12%时,对莫来石-碳化硅浇注料性能的影响。结果表明:1)随着锆英石加入量的增加,试样的线收缩率减小,体积密度变大,1 200℃热处理后强度稍有降低,1 500℃埋炭热处理后强度先增大后减小;2)加入锆英石并不能改善莫来石-碳化硅浇注料的抗热震性能;3)加入锆英石可以改善试样的耐磨性能,以质量分数6%为最好。

铝电解槽用碳-碳化硅复合侧壁碳砖

一种新型的碳碳化硅复合侧壁碳砖应用于预焙槽侧部内衬，电解槽侧壁外部平均温度比采用无烟煤碳砖的电解槽低１７℃，保温性能较好，并因减轻了侧壁腐蚀而延长了槽寿命。

添加微量碳化硅粉对刚玉-莫来石浇注料性能的影响

在铝酸钙水泥结合的普通刚玉-莫来石浇注料中添加质量分数分别为0、1%、3%和5%的Si C粉,研究了SiC粉加入量对刚玉-莫来石浇注料的需水量、显气孔率、烧后线变化率、常温抗折强度、常温耐压强度和高温抗折强度的影响。结果表明:随着Si C粉加入量的增加,刚玉-莫来石浇注料的需水量略有增大,烧后线收缩率减小,烧后试样的显气孔率减小,烧后试样的常温抗折强度、常温耐压强度和高温抗折强度提高。

再生叶蜡石-碳化硅-碳砖的研制与应用

为了回收利用废叶蜡石-碳化硅-碳砖,将废砖进行拣选并清除砖体表面铁渣等杂物,干燥后破碎成≤7 mm颗粒,经轮碾机整形后,筛分出3~1和≤1 mm的颗粒料,然后分别以不同质量分数（20%、30%、40%）的再生叶蜡石-碳化硅-碳颗粒料等量取代叶蜡石-碳化硅-碳新砖配方中的GL-80回转窑高铝颗粒料,经混练、成型、干燥、煅烧后,检测试样的显气孔率、体积密度、常温耐压强度、烧后线变化率和抗渣侵蚀性。结果表明：1）随着再生颗粒加入量的增加,再生砖的显气孔率和常温耐压强度变化不大,体积密度减小,烧后线变化增大,抗渣渗透性能略有提高,但抗渣侵蚀性能没有明显变化。2）加入40%（w）再生料的再生砖在某铁厂100 t铁水包壁上使用,其侵蚀速率与新砖的相当,但原料成本比新砖大幅降低。

应力缓冲型莫来石-碳化硅砖在干熄焦斜道区的应用

利用电熔白刚玉、M70合成莫来石、碳化硅、仪-氧化铝等主要原料，通过添加电熔氧化锆微粉、红柱石微粉、复合抗氧化剂等原料来优化基质组成。合理匹配热膨胀系数，制得性能优异的莫来石一碳化硅砖，并成功应用于110～180t／h干熄焦斜道区，取得了良好的使用效果。

莫来石-堇青石陶瓷窑具材料的性能及显微结构

研究了红柱石骨料的莫来石化作用及添加剂SiC的加入量、合成莫来石的引入和烧成温度对莫来石-堇青石窑具材料性能及显微结构的影响。结果表明 ,在 1380℃ 4h下烧成时 ,红柱石的莫来石化作用能大大改善材料的烧结性能 ;加入 4 %的SiC可提高材料的物理性能 ;部分合成莫来石的加入可克服红柱石在莫来石化过程中的不足 ,强化材料的组织结构 。

不同种类莫来石对碳化硅质浇注料性能的影响

采用不同种类烧结莫来石、碳化硅、SiO2微粉、Secar71水泥和ρ-Al2O3为主要原料,制备了不同种类莫来石-碳化硅浇注料,研究了浇注料的常温物理性能、高温抗折强度、抗热震性能、耐磨性能和抗碱性能,并借助SEM和EDS进行了显微结构和微区能谱分析。结果表明:富SiO2玻璃相促进试样的烧结,使得加入M45试样的显气孔率最小,强度最大,加入M60试样的显气孔率最大,强度较小;加入M45试样的高温抗折强度、抗热震性能最差,加入M60试样的高温抗折强度、抗热震性能最好;随着莫来石中Al2O3含量的增加,试样的常温耐磨性能逐渐变好,抗碱性能逐渐变差。

ρ-Al_(2)O_(3)复合铝酸钙水泥烧结助剂对多孔碳化硅陶瓷性能的影响

为了提高多孔碳化硅陶瓷的性能,以绿碳化硅为主原料,石墨为造孔剂,用铝酸钙水泥(CAC)和水合氧化铝(ρ-Al_(2)O_(3))配制成复合烧结助剂(ρ-Al_(2)O_(3)-CAC),经1450℃保温3 h,制备多孔碳化硅陶瓷。研究了ρ-Al_(2)O_(3)-CAC加入量(加入质量分数为2.5%~20%)对多孔碳化硅陶瓷物相组成、显微结构和性能的影响。结果表明:1)ρ-Al_(2)O_(3)-CAC能促进碳化硅的氧化,并与碳化硅氧化生成的SiO_(2)发生原位反应,形成玻璃-莫来石复相结合,同时还在结合相中引入气泡,气泡会随ρ-Al_(2)O_(3)-CAC加入量的增加而长大;2)当ρ-Al_(2)O_(3)-CAC的加入量为12.5%(w)时,制得的多孔碳化硅陶瓷综合性能最佳,其显气孔率为39.1%,室温弯曲强度为39.3 MPa,透气度为26.74 m^(3)·h^(-1)·kPa^(-1)·m^(-2),抗热震性最优。

溶胶－凝胶法莫来石被覆SiC复合微粒子的制备

本文采用溶胶－凝胶法以组成为３Ａｌ２Ｏ３２ＳｉＯ２的混合溶胶分别于常压和压力条件下，对ＳｉＣ微细粉进行包覆处理，该涂覆层在低于１０００℃下经１ｈ热处理可结晶成莫来石层，研究了涂覆溶胶浓度、涂覆压力对涂层厚度、结晶化温度等的影响。

干熄炉斜道区耐火材料的选用

比较了干熄炉斜道区常用的莫来石-碳化硅砖、莫来石-红柱石砖、氮化硅结合碳化硅砖等耐火材料的性能以及在实际应用中的情况。通过比较分析,新型红柱石耐火砖综合性能优良,性价比较高,可作为干熄炉斜道区主要采用的耐火材料制品,实现干熄炉长寿化的目标。

低硅炼铁工艺条件下铁水罐用耐火材料的适应性探索

日照钢铁自2012年初开始推行高炉扩容、超低硅、低硅偏差、低成本的经济炼铁模式,目标为铁水含硅量(w)由0.4%降低到<0.2%,由此140 t铁水罐内衬耐火材料的应用条件发生重大变化,针对实施超低硅冶炼后表现出来的工作衬砖脱落、侵蚀加快、砖缝冲刷明显等问题,对铁水罐用耐火材料材质和砌筑要求实施了一系列相应调整改进:罐底部分由原刚玉-碳化硅砖改为刚玉-红柱石-碳砖,罐壁部分由原铝碳化硅锆砖改进为莫来石-碳化硅-碳砖,采用综合砌筑措施。使用寿命从原来的平均615次提高到现在的824次,保证了140 t铁水罐安全生产、长寿稳定运行。

干熄焦装置中耐火材料的使用

介绍了干熄焦装置各部位所使用的耐火材料;干熄焦装置在使用过程中耐火材料的损毁及其原因,以及干熄焦装置在投产前对其耐火材料砌体的烘干。

提高莱钢150t KR脱硫铁水罐使用寿命的措施

分析了莱钢高炉铁水脱硫工艺由原来的喷吹钝化镁粒法改为KR强制搅拌法后其150 t KR脱硫铁水罐存在的主要问题,提出了提高其使用寿命的改进措施:砌筑方式改变、永久层整体浇注、工作衬采用Al2O3-SiC-C砖、罐口整体打结等。采取这些改进措施后,KR脱硫铁水罐使用寿命由原来的120次提高到300次以上。

煤气烧成瓷套表面斑点的产生原因及克服措施

采取煤气管道大落差走向和人工定期排放可有效地排除煤气中的焦油，防止焦油对瓷套的污染。碳化硅材质做成的燃烧室，在高温下氧化生成的氧化物随烟气进入窑内，造成对瓷套的污染，采用刚玉—莫来石材质可有效地解决此问题。