采用微孔CA_6-MA骨料的Al_2O_3-CaO-MgO轻质浇注料的性能

以自合成的微孔CA6-MA颗粒(8～5、5～3、3～1 mm)为骨料,以速烧刚玉粉(≤0.074、≤0.043 mm)、α-Al2O3微粉、纯铝酸钙水泥为粉料,经配料、混练、振动成型、养护、烘干后,分别在1 000、1 200、1 400、1 600℃保温3 h热处理,检测热处理后试样的永久线变化、显气孔率、体积密度、常温抗折强度、常温耐压强度、热态抗折强度和热导率,并分析其显微结构。结果表明:1)试样在1 600℃热处理后的永久线变化为1.14%,1 600℃热处理后试样的显气孔率为59.84%,体积密度为1.51 g.cm-3,常温抗折强度为2.7 MPa,常温耐压强度为7.3 MPa,1 400℃的热态抗折强度为1.4 MPa,1 000℃的热导率为0.219 W.m-1.K-1;2)1 600℃热处理后试样基质中有大量片状CA6,骨料和基质之间结合很好。

结合剂对Al2O3-SiC-C质铁沟浇注料性能的影响

研究了铝酸钙水泥、铝酸钙水泥/SiO2微粉、-αAl2O3微粉以及-αAl2O3微粉/SiO2微粉4种结合剂对Al2O3-SiC-C质浇注料性能的影响。结果表明,加入-αAl2O3微粉结合剂的材料性能最好,可以获得性能良好的铁沟浇注料。

高炉出铁沟用Al_2O_3-SiC-C质浇注料的研究进展

介绍了Al2O3、SiC和碳3种主要原料在Al2O3-SiC-C质浇注料中的作用,详细综述了不同氧化物及非氧化物添加物、结合剂、粒度分布及分散剂对其性能的影响及机理,分析了Al2O3-SiC-C质浇注料未来的发展趋势,并提出了将来可能的研究方向。

Al_2O_3-SiC-C质铁沟浇注料性能的研究

研究了金属硅粉和硅灰的加入对Al2O3SiCC质铁沟浇注料性能的影响。结果表明:通过体积密度、显气孔率、强度等方面的测试、分析,确定金属硅粉和硅灰的加入量分别为0.5%和2%时,可获得性能良好的铁沟浇注料。

Al(OH)_3加入量对Al_2O_3-CaO-MgO浇注料性能的影响

为了避免常见Al2O3-CaO-MgO轻质浇注料使用重基质造成的与轻质骨料性能差异较大的问题，以微孔轻质CA6-MA骨料（8-5、5-3、3-1mm）、w（Al2O3）=99．5％的速烧刚玉（≤0．045、≤0．074mm）、α-Al2O3微粉、Al（OH）3（≤0．045mm）等为原料，研究了在Al2O3-CaO-MgO轻质浇注料的基质中引入不同量的Al（OH）3（其质量分数分别为0、1％、3％和5％）对其烧后性能的影响。结果表明：随Al（OH）3加入量增加，Al2O3-CaO-MgO轻质浇注料的加水量增加，体积密度略有降低，常温耐压强度呈下降趋势，对试样的常温抗折强度和高温抗折强度（1400℃1h）影响不大，热导率减小；经1600℃3h热处理后，加入质量分数3％Al（OH）3的浇注料基质中由大量交叉排列的六方片状六铝酸钙转变为多层叠加状。综合考虑Al2O3-CaO-MgO轻质浇注料的各项性能，Al（OH）3的合适加入质量分数为3％。

铝硅凝胶粉结合Al_2O_3-MgO质浇注料的性能研究

以电熔白刚玉和电熔镁砂为原料,以铝硅凝胶粉为结合剂制备Al2O3-MgO浇注料,研究铝硅凝胶粉加入量对Al2O3-MgO质浇注料线变化率、显气孔率、耐压强度和高温抗渣性能的影响。试验结果表明,当铝硅凝胶粉含量由2%增加到6%时,经110℃×24 h处理后,浇注料的耐压强度明显增大;1 100℃×3 h和1 600℃×3 h处理后,浇注料的线变化率逐渐减小,耐压强度逐渐增大,浇注料的高温抗渣性能明显提高。通过XRD和EDAX分析,对浇注料性能变化和抗渣机理进行了讨论。

Al_2O_3-SiC-C质主铁沟浇注料的结合相研究

对高炉主出铁沟用Al2O3-SiC-C质浇注料的结合相变化进行了分析,其中涉及到溶胶结合、氮化硅铁为添加物形成的sialon结合、水泥形成的水硬性结合。溶胶结合强度主要来自于化学结合;而sialon结合、水泥结合的强度仍然来自少量水泥形成的水硬性凝固相的作用,因此对烘烤工艺、使用效果的影响不同。

均热炉底辊用Al_2O_3-SiO_2质浇注料在使用过程中的相组成和结构变化

对CSP系统均热炉底辊用Al2O3-SiO2质浇注料在使用过程中的相组成和结构变化进行了分析与研究。结果表明,该浇注料的明显特点是结构致密、组成合理,尤其是复合结合剂的使用,既赋予制品常温结合强度,又可在温度梯度下各结合剂与相邻物相发生不同步却连续的烧结反应,使制品始终保持体积稳定、结构致密且具有一定的强度。该浇注料辊套内侧的裂纹生成以及铁沿裂纹侵入反应加剧了裂纹扩大并最终导致碎裂,这是制品损毁的主要原因。

造粒石墨加入量对Al_2O_3-SiC-C质浇注料性能的影响

以粒度为8～5、5～3、3～1mm的电熔棕刚玉，粒度为≤1、0．045mm的电熔致密刚玉，以及粒度为≤1、0．064mm的SiC为主要原料，按骨料与基质料的质量比为71：29，复合加入2％（W）的硅粉和0．4％（w）的B4C为抗氧化剂，以w（C）=35％的造粒石墨为碳源，并改变其加入量，制备了w（c）=0、2％、4％和6％的Al2O3-SiC—C质浇注料。研究造粒石墨加入量对浇注料物理性能、抗氧化性、抗渣性和抗热震性的影响。结果表明：随着造粒石墨加入量的增加，浇注料加水量增加，体积密度和强度降低，抗热震性提高；w（C）=4％时浇注料的抗氧化性最好；造粒石墨加入量的增加有助于提高浇注料的抗渣渗透性，抗侵蚀性也有所改善。

均质矾土骨料对 Al2O3－SiC－C 铁沟浇注料性能的影响

为降低铁沟浇注料的原料成本,在基质相同的情况下,分别以棕刚玉和均质矾土为骨料制备了两种Al2O3-Si C-C铁沟浇注料,对比了两种骨料对该浇注料性能的影响。结果表明:(1)经110、1 100和1 500℃热处理后,以均质矾土为骨料的试样(编号为HB90)的体积密度和显气孔率均低于以棕刚玉为骨料的试样(编号为BFA)的;经110和1 100℃热处理后的常温抗折强度和耐压强度均高于试样BAF的;经1 500℃热处理后,其常温抗折和耐压强度略低于试样BAF的。(2)均质矾土骨料玻璃相含量较低,对试样的高温抗折强度影响不大,使得试样HB90和试样BFA的高温抗折强度相同。(3)与试样BFA相比,试样HB90的抗侵蚀性略差,抗渗透性较好。可见,均质矾土具有较好的综合性能,能替代棕刚玉在出铁沟浇注料中使用。

出铜沟用SiC-Al_2O_3质浇注料的研制与应用

采用特级矾土(≤5 mm)为主要原料,以纯铝酸钙水泥、α-Al2O3微粉、SiO2微粉为复合结合剂,添加抗氧化剂(单质硅粉)及复合减水剂(三聚磷酸盐和六偏磷酸盐),首先研究SiC加入量(质量分数12%、20%、30%、40%、50%)对出铜沟用SiC-Al2O3浇注料分别经110℃24 h烘干、1 100℃3 h热处理后试样的常温抗折强度、常温耐压强度、体积密度、显气孔率及110℃24 h烘干后试样的抗热震性(1 100℃30 min,水冷,循环3次)的影响;再在最佳SiC加入量的基础上分析了沥青加入量(质量分数0、2%、4%、6%)对出铜沟用SiC-Al2O3浇注料抗渣性能(1 100℃1 h)的影响,并进行了工业应用。结果表明:SiC的最佳加入量为50%(w),球状沥青加入量为2%(w),其研制浇注料的体积密度和强度适中,抗热震性和抗渣性良好;在某公司出铜沟上试用,寿命达23炉次,比原用涂抹料的寿命提高20倍以上,3条出铜沟每年可为企业节约135万元。

球状沥青对Al_2O_3-SiC-C质铁沟浇注料性能的影响

以特级矾土、亚白刚玉等为骨料,氧化铝微粉、二氧化硅微粉、碳化硅粉、铝酸钙水泥、硅粉等为基质料,按骨料与基质料质量比为70:30配料,分别外加质量分数0、1%、2%和3%的球状沥青,加水和少量减水剂共混制成Al2O3-SiC-C质浇注料,经振动成型、养护、脱模和烘干后,在1500℃空气气氛中保温3h热处理。对干燥后和热处理后试样进行了常温物理性能、高温抗折强度和抗渣性能检测。结果表明:随着球状沥青加入量的增加,碳氧化导致试样结构疏松,高温抗折强度逐渐减小;适量球状沥青在热处理过程中软化后渗入试样孔隙中,可以提高试样的抗渣侵蚀性能;加入球状沥青的质量分数为1%时,浇注料的综合性能最好。

六偏磷酸钠掺入量对Al2O3-SiC-C质铁沟浇注料性能的影响

以棕刚玉为骨料,碳化硅、白刚玉粉、氧化铝微粉、六偏磷酸钠等为辅料制备Al2O3-SiCC质铁沟浇注料,研究了六偏磷酸钠掺入量(0.05%~0.20%,质量分数)对浇注料致密性、力学性能和热力学性能的影响。结果表明:在110℃干燥及1450℃烧成条件下,随着六偏磷酸钠掺入量的增加,浇注料试样的体积密度、耐压强度和抗折强度先增大后减小,显气孔率则先减小后增加;掺入0.10%六偏磷酸钠试样的线膨胀系数大于掺入0.15%六偏磷酸钠试样的;在低于1150℃测试温度下,试样的导热系数随六偏磷酸钠掺入量的增加先增大后减小。综合考虑各项因素,六偏磷酸钠最佳掺入量为0.10%~0.15%。

热处理制度对Al_2O_3-SiC质低水泥浇注料性能的影响

为了提高水泥分解炉三次风闸板用Al2O3-SiC质低水泥浇注料的性能特别是抗热震性能,研究了不同热处理温度(400、600、800、1000和1200℃)、升温速率(3、4、5、6和7℃·min-1)以及保温时间(2、3、4、5和6h)对Al2O3-SiC质低水泥浇注料性能的影响。结果表明:热处理温度升高,试样的显气孔率先增加后减小,强度增加;升温速率增加,试样中莫来石和钙长石的生成量减少,液相量增加,显气孔率基本呈降低趋势,综合作用使试样的抗热震性能在升温速率大于4℃·min-1时逐渐降低;延长保温时间有利于试样增加内部莫来石和钙长石的生成量,提高试样的抗热震性能。

碳源对Al2O3-SiC-C质出铁沟浇注料性能的影响

以棕刚玉、碳化硅、铝酸盐水泥、α-Al2O3微粉、SiO2微粉等为原料制备了Al2O3-SiC-C质浇注料试样,研究了沥青种类(球状沥青、高温改质沥青、球状+高温改质沥青)、沥青与鳞片石墨(或炭黑)复合对浇注料流动性及经110、1 100和1 450℃热处理后试样性能的影响。结果表明:使用球状沥青和高温改质沥青复合可以改善材料的流动性和抗氧化性;随着热处理温度的升高,试样的体积密度、抗折强度和耐压强度均呈先降后增的趋势,显气孔率的变化与之相反;复合碳源加入后会导致浇注料的需水量增加,但抗氧化性和抗渣性得到明显提高,其中沥青和炭黑复合的浇注料的高温抗折强度最高,抗氧化性和抗渣性最佳。

电熔镁砂加入量对Al_2O_3-SiC-C浇注料性能的影响

以电熔棕刚玉颗粒（粒度为5～3mm、3～1mm，≤1mm）、电熔白刚玉细粉（≤0．088mm）、SiC颗粒（≤1mm）和细粉（≤O．088mm）、电熔镁砂细粉（≤0．088mm）、活性α-Al2O3微粉、SiO2微粉、Si粉和球状沥青为主要原料，以纯铝酸钙水泥为结合剂，配制成电熔镁砂细粉加入量（质量分数）分别为0、3％、6％、9％、12％的出铁沟用Al2O3-SiC-C浇注料，经振动成型、养护、脱模、100℃24h烘干后，分别于1100℃3h、1450℃3h热处理，测定处理后试样的体积密度、显气孔率、烧后线变化率、抗折强度、抗高炉渣侵蚀性和抗氧化性，并分析其物相组成和显微结构。结果表明：随着电熔镁砂加入量的增加，试样的显气孔率提高，体积密度、抗折强度和抗氧化性降低，抗渣性变化不大；1450℃3h处理后试样物相主要由3C—SiC、6H—SiC、刚玉、方镁石以及反应生成的尖晶石和莫来石组成，且随着电熔镁砂加入量的增加，尖晶石和莫来石的生成量也增加；在侵蚀面附近，刚玉颗粒边缘生成了厚度约80μm的尖晶石层。

ZrO2原料对Al2O3-Cr2O3质浇注料的影响

在Al_2O_3-Cr_2O_3质浇注料中添加各种ZrO_2,进行了残余线膨胀收缩率、高温线膨胀率、侵蚀试验和热震试验,研究了其对浇注料特性的影响。从试验结果可知,Al_2O_3-Cr_2O_3质浇注料中含有的ZrO_2的去稳定化对浇注料的性能具有很大影响。

铁沟用Al2O3-SiC-C质浇注料的研究

对以高铝矾土熟料为主要原料，以微粉为结合剂，成本仅相当于普通高铝质浇注料的廉价铁沟用Al2O3-SiC-C质浇注料工艺和性能进行了研究。结果表明，这种浇注料的性能优良，经济实用，具有广泛的实际使用前景。