尖晶石含量对轻量化方镁石-尖晶石浇注料显微结构和性能的影响

以多孔方镁石-尖晶石陶瓷为骨料,以97烧结镁砂、刚玉和70尖晶石等细粉为基质,通过改变浇注料中预合成尖晶石的质量分数(分别为0wt.%、8.5wt.%、16.3wt.%和26.5wt.%),制备了四组轻量化方镁石-尖晶石浇注料。采用急冷法测试样的抗热震性能,借助弹性模量测量仪检测试样热震前后的弹性模量,并使用SEM、EDS和Fact Sage?热化学软件研究了尖晶石含量对轻量化方镁石-尖晶石浇注料显微结构和性能的影响。研究发现:试样的力学性能受骨料/基质界面结构及基质的物相组成双重的影响,随着尖晶石含量增大,基质的中位孔径逐渐减小,耐压强度呈现先增大后减小的趋势;由于方镁石与尖晶石相的热膨胀系数差异使各物相间存在一些"微裂纹",此微裂纹和材料中微孔可以吸收裂纹扩展能,以阻碍裂纹的进一步扩展,当尖晶石含量由8.5wt.%增大到26.5wt.%时,热震试验后试样的弹性模量及弹性模量保持率均逐渐增大;当尖晶石含量为26.5wt.%时,轻量化方镁石-尖晶石浇注料热震后弹性模量保持率最高,抗热震性能最佳。

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。

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。

镁砂细粉加入量对轻骨料刚玉-尖晶石浇注料性能的影响

以轻质刚玉-尖晶石陶瓷颗粒为骨料,以白刚玉细粉、90尖晶石细粉、镁砂细粉、α-Al2O3微粉、SiO2微粉为基质料,在固定镁砂细粉和白刚玉细粉的总质量分数为17.5%的情况下,改变镁砂细粉的质量分数(分别为0、3.5%、6.5%、9.5%和12.5%),制备成5种轻骨料刚玉-尖晶石浇注料试样,经110、1100和1600℃热处理后,检测试样的常温物理性能,并分析试样的相组成和显微结构。结果表明:1)随着镁砂细粉加入量的增加,不同温度热处理后试样的显气孔率和体积密度的变化均不大;110℃热处理后试样的强度有增大的趋势,而1100和1600℃热处理后试样的强度则有减小的趋势;1100℃烧后试样的线膨胀率有增大的趋势,而1600℃烧后线膨胀率显著增大;试样基质的显微结构变疏松,平均孔径和孔隙率增大。2)当镁砂细粉加入量(w)为3.5%和6.5%时,试样的抗渣渗透性相对较强,而抗渣侵蚀性相对较差;当镁砂细粉加入量(w)增加到9.5%和12.5%时,试样的抗渣侵蚀性显著提高,而抗渣渗透性显著下降。

钢包渣对轻质方镁石–镁铝尖晶石耐火材料的侵蚀机理

采用多孔方镁石–镁铝尖晶石陶瓷骨料、镁铝尖晶石细粉、镁砂细粉和刚玉细粉等原料制备了尖晶石细粉含量不同的轻质方镁石–尖晶石耐火材料。以钢包渣为侵蚀介质、采用静态坩埚法对材料进行了侵蚀实验,并借助扫描电子显微镜、能谱仪和Fact Sage？热化学软件研究了镁铝尖晶石细粉含量对轻质材料抗渣性能的影响。结果表明：镁铝尖晶石比方镁石具有更强的固溶Fe2O3和MnO的能力,能通过吸收渗透渣中Fe2O3和MnO增加渗透渣黏度,且当尖晶石细粉含量从0%（质量分数）逐步增大到26.5%时,材料气孔的平均孔径逐渐减小,这些有利于提高抗渣渗透性能;尽管镁铝尖晶石比方镁石更易于溶入钢包渣,但因增加尖晶石含量增强的抗渗透能力,减小了材料与渣的接触面积,减缓了尖晶石向渣中的溶解速率,进而提高了材料的抗渣侵蚀性能。随着尖晶石细粉含量从0%、8.5%、16.3%逐步增加到26.5%,轻质方镁石–尖晶石耐火材料的抗渣性能也逐步提高。

水泥回转窑过渡带用集成模块化节能窑衬研究

为进一步降低吨水泥熟料的煤、电和耐火材料消耗,通过材料的集成模块化和轻量化技术,研发了水泥回转窑过渡带用节能窑衬,探索了不同集成模块化结构节能窑衬的保温效果,并在5000 t·d^(-1)新型干法水泥生产线上应用。该技术能够有效减轻窑衬质量,减小筒体负荷,降低筒体的表面温度。