原位合成锆酸钙对镁锆材料性能的影响

为了研究原位合成锆酸钙对镁锆材料性能的影响,将碳酸钙和脱硅锆(合计加入量分别为10%、20%和30%)与电熔镁砂混合、成型、烘干后,分别于1 600、1 700℃保温3 h煅烧。检测烧后试样的体积密度、显气孔率、烧后线变化率、常温耐压强度、抗热震性、抗渣性,并分析试样的物相组成。结果表明:在同一煅烧温度时,随着锆钙合量增加,烧后试样的体积密度和常温耐压强度逐渐减小,显气孔率和线收缩率逐渐增大;在同一锆钙合量时,随着锻烧温度的升高,烧后试样的体积密度、线收缩率和常温耐压强度逐渐增大,显气孔率逐渐降低;当煅烧温度为1 600℃、锆钙合量为10%时,试样的抗热震性最好;当煅烧温度为1 700℃、锆钙合量为10%时,试样的抗渣性最优。

预合成CaZrO_(3)对镁锆质耐火材料性能的影响

为提高镁锆材料的性能,首先以碳酸钙、脱硅锆和CeO_(2)为原料,制备不同CeO_(2)外加量(加入质量分数分别为0、1%和2%)的≤0.074 mm的预合成CaZrO_(3)粉,然后分别将其与3~1、1~0.074和≤0.074 mm的电熔镁砂混匀,在250 MPa压力下压制为圆柱试样和长条试样,于1600℃保温3 h热处理制备了镁锆质耐火材料。研究了预合成CaZrO_(3)粉加入量(质量分数分别为10%、15%和20%)对材料性能的影响。结果表明:1)一定量的CeO_(2)与ZrO_(2)形成固溶体,使ZrO_(2)在室温下以t-ZrO_(2)形式存在,稳定了ZrO_(2)的晶型,促进了CaZrO_(3)的生成。2)CeO_(2)促进烧结,有利于致密化;CaZrO_(3)、ZrO_(2)与方镁石之间的热膨胀系数差产生的微裂纹增韧提高了抗热震性;材料与RH炉渣生成的复合尖晶石和CaZrO_(3),堵塞气孔,提高了抗渣性。3)当外加1%(w)CeO_(2)预合成CaZrO_(3),且预合成CaZrO_(3)加入量为20%(w)时,试样性能最佳。

不同品位菱镁矿合成镁锆复相材料性能的研究

为了实现真空循环脱气(RH)精炼炉用耐火材料无铬化,以海城一级菱镁矿、海城二级菱镁矿、岫岩二级菱镁矿(Mg CO_(3))三种不同品位菱镁矿和脱硅锆(ZrO_(2))为原料,制备镁锆质复相材料试样。检测了试样的体积密度、显气孔率、热震稳定性和物相组成,分析了试样的显微结构。研究了不同烧结温度对镁锆质复相材料的烧结性能和热震稳定性的影响。结果表明:随着温度的升高,试样的体积密度升高,显气孔率下降,线收缩率升高,岫岩二级菱镁矿与脱硅锆在1700℃烧后制备的镁锆复相材料体积密度最高为3.26 g/cm^(3),海城二级菱镁矿与脱硅锆在1700℃烧后制备的镁锆复相材料显气孔率最小为5.69%。三种不同品位的菱镁矿和ZrO_(2)均形成c-ZrO_(2)固溶体(Zr_(0.875)Mg_(0.125)O_(1.875)),菱镁矿中SiO_(2)、CaO杂质与MgO化合形成低熔点物相,提高了试样致密度,促进烧结;岫岩二级菱镁矿与脱硅锆制备的镁锆复相材料在1700℃下形成CaZrO_(3)和c-ZrO_(2)(Zr_(0.8)Ca_(0.2)O_(1.8));在冷却过程中,CaZrO_(3)和c-ZrO_(2)与方镁石的热膨胀系数失配产生微裂纹增韧效应以及ZrO_(2)相变增韧效应,使岫岩二级菱镁矿与脱硅锆在1700℃下制备的镁锆复相材料试样热震稳定性最佳。

氧化锆对直接结合镁锆复合材料性能的影响

分别以单斜锆、脱硅锆、单斜锆和脱硅锆的混合物(混合比为1∶1)、锆英石和电熔镁砂为原料,制备了直接结合镁锆复合材料。研究了不同组元、不同氧化锆含量和不同烧结温度对MgO-ZrO2材料的显气孔率、常温耐压强度、高温抗折强度、耐热震性等性能和显微结构的影响。研究表明,以锆英石方式加入的镁锆材料由于结合相为镁橄榄石,使得材料显气孔率最低,常温耐压强度最好;而以单斜锆和脱硅锆混合物方式加入的镁锆材料高温抗折强度最好,耐热震性最好;以单斜锆方式加入镁锆材料韧性好。烧结温度应在1730℃左右[11]为宜。

镁锆质耐火材料的性能研究

以电熔镁砂和锆英石为原料,研究锆英石质量分数和烧成温度对镁锆质试样物理性能的影响,利用X射线衍射、扫描电镜及能谱分析等手段对试样的物相组成和显微结构进行分析。结果表明,当锆英石质量分数为20%、烧成温度为1 650℃时,镁锆质试样具有最佳的物理性能;当锆英石质量分数超过20%,试样的物理性能和热震稳定性开始下降。试样的主要物相由t-ZrO2、方镁石和镁橄榄石组成,t-ZrO2晶粒与MgO晶粒交错分布,形成二相结构。

再结合镁锆耐火材料性能的研究

20世纪80年代,水泥回转窑烧成带与过渡带使用的主体耐火材料镁铬砖得到了迅速发展,由于其优良的性能使得镁铬砖得到推广,但是由于Cr6+的致癌性,它的存在会造成空气、水等污染,对动物或人产生极大伤害.于是,各种新的无铬碱性耐火材料开始被研制.本试验,粗颗粒采用不同粒级的电熔镁砂,细粉采用<200目的电熔镁砂和<320目的电熔共晶镁锆粉,以聚乙烯醇和木质素磺酸钙的混和溶液为结合剂,通过一定的工艺制成再结合镁锆制品,以期代替镁铬砖,本文主要研究再结合镁锆耐火材料性能.

再结合镁锆砖的研制及性能

由于水泥回转窑用镁铬质耐火材料在使用中生成有害的六价铬盐对环境和人体有危害,所以替代镁铬质耐火材料的研究已成为迫在眉睫的问题。以电熔二钙砂、方镁石一氧化锆共晶材料为原料,制备出了再结合镁锆砖,并对制品的烧结性能进行了研究。

添加物对MgO-ZrO_2-C材料性能的影响

研究了Al和Si添加物对镁锆炭砖碳化烧成后膨胀性能的影响及机理。结果表明 :Al和Si在高温下氧化成Al2 O3和SiO2 ,继而与CaZrO3或用于稳定氧化锆的稳定剂反应 ,生成铝酸钙、MA、C2 S和M2 S,另外 ,C2 S和ZrO2 还发生了晶型转变。这一系列反应使试样产生很大的体积膨胀 ,从而破坏了制品结构。因此 ,与镁炭砖不同 ,Al和Si不但不能增强镁锆炭砖 ,而且使其结构破坏和耐侵蚀性降低。

MgO-ZrO2质耐火材料研究进展

综述了镁锆质耐火材料的研究现状,重点介绍了引入锆源的种类、加入量及添加剂对镁锆质耐火材料性能、组成和结构的影响,期望为镁锆质耐火材料的生产和应用提供参考。

回转抗渣法对比MgO-ZrO_2砖和MgO-Cr_2O_3砖的抗RH炉渣效果

为了根除含铬材料可能带来的环境危害,研究了可望取代MgO-Cr2O3(镁铬)材料的环境友好型MgO-ZrO2(镁锆)材料。通过回转炉模拟RH炉的环境,利用回转抗渣法对比两种材料的抗侵蚀效果。结果表明:在钢液、炉渣和有氧条件下,Fe被氧化成FeO与Fe2O3,镁铬砖随之产生裂隙,并且Cr2O3氧化成CrO气体蒸发而导致材料结构疏松和剥落;而镁锆砖在钢液中溶解的氧活度极低,ZrO2极难流失,且它和渣中CaO快速反应形成CaZrO3致密保护层而阻止镁锆砖被侵蚀。试验的结果表明镁锆砖的使用效果优于镁铬砖,建议可试生产服役于RH炉的镁锆砖。