我国耐火材料行业发展现状

耐火材料是钢铁、建材、有色、机械、化工、电力等高温工业发展不可或缺的基础材料。过去十年,在下游行业高速发展和优化升级的强劲带动下,我国耐火材料行业实现了长足发展,已成为世界上最大的耐火材料生产国、消费国和出口国。     

我国耐火材料综合消耗的弹性分析及预测

耐火材料主要用于各高温窑炉的炉衬，是工业辅助材料，其中60％－70％的用量在钢铁行业。就我国的耐火材料综合消耗对钢产量进行弹性分析，并在此基础上对21世纪初耐火材料的综耗水平进行预测。     

粉煤灰形成莫来石条件的研究

利用脱碳粉煤灰的化学成分特征，经过高温煅烧，形成主要矿物相为莫来石的材料，可以用于制备耐火材料。本文对煅烧温度和化学成分与形成莫来石含量进行了系统测试。从而得出莫来石含量最经济的成分配比和温度条件。     

TiO2含量对Al2O3-C质耐火材料性能的影响

碳复合耐火材料是现今耐火材料的发展方向之一,因为引入石墨,使材料具有较高的强度和良好的抗渣侵蚀性能,但碳本身在高温下易被氧化,这一特点限制了其使用寿命的进一步提高.以不同粒度的刚玉和石墨为骨料,以金属Si粉、Al粉和SiC微粉为抗氧化剂,以酚醛树脂为结合剂,研究不同含量的TiO2对Al2O3-C质耐火材料性能的影响.结果表明,随着TiO2含量的增加,Al2O3-C质耐火材料的耐压强度提高,其显气孔率和体积密度的变化不大;一定含量的TiO2有助于提高Al2O3-C质耐火材料的高温强度和抗氧化性能.     

碳化硅添加剂对含碳钙锆复合耐火材料性能的影响

研究了碳化硅添加剂对含碳钙锆复合耐火材料抗氧化性能的影响·结果表明碳化硅添加剂通过如下两方面改善了耐火材料的抗氧化性:一方面碳化硅将气氛中的一氧化碳还原为碳,部分地补偿耐火材料中碳的氧化而提高了耐火材料的抗氧化性;另一方面,碳化硅添加剂通过改善耐火材料的显微结构而提高了耐火材料的抗氧化性·添加碳化硅能够明显地减少耐火材料中的大尺寸气孔,从而抑制环境中的氧气向耐火材料内部扩散·特别是在耐火材料表面形成致密的硅酸二钙(Ca2SiO4)保护层,能够显著地提高含碳钙锆复合耐火材料的抗氧化性·     

稀土氧化物对镁质耐火材料物理性能及挂窑皮性的影响

在镁质耐火材料中分别加入Y2O3、La2O3、Nd2O3和CeO2 4种稀土氧化物,研究添加不同的稀土氧化物对镁质耐火材料的烧结性能、高温力学性能和挂窑皮性的影响.结果表明,所添加的稀土氧化物可以促进镁质耐火材料的烧结,提高其常温力学性能,并且添加Y2O3还能明显提高镁质耐火材料的高温强度和挂窑皮性能.     

高纯石墨碳材

该成果解决了耐火材料、保温材料、高温绝缘,高温抗氧化,系统自动控制等一系列重大技术难题,以石油焦在2500～3000℃超高温连续热处理煅烧获得纯石墨碳材.该产品能广泛应用于铸造、冶金、航天、核工业、电子等领域,填补了国内空白.     

Al2O3—C制品中SiCW的形成及其对机械性能的影响

通过实验研究了加入特殊硅，膨胀石墨对Ａｌ２Ｏ３－Ｃ质耐火材料中ＳｉＣ晶须形成的影响。测定了其常温耐压和高温抗折强度。结果表明，加入特殊硅及膨胀石墨可使ＳｉＣ晶须发育得更好，并且通过正交设计计算出了添加剂的最佳用量为：１．５％特殊硅和０．５％膨胀石墨。     

耐磨耐火材料在循环流化床锅炉中的应用

循环流化床锅炉内衬是防止锅炉受热面金属及锅炉流通部分金属结构被高温烧损及磨损的重要设施，因此耐磨耐火材料的选择和施工尤为重要。本文结合山西省中阳钢厂自备电厂循环流化床耐磨耐火材料的布置及特性，对耐磨耐火材料的特性、应用及施工注意事项作了分析和讨论。     

纳米技术在耐火材料中的应用及研究进展

纳米技术作为一门新的技术,近十年来在耐火材料研究领域得到了迅速发展.归纳国内外最新的相关文献资料,总结这一新技术在耐火材料领域的研究概况及研究成果,提出纳米技术在今后一段时期研究的重点和努力方向.     

免烧成硼酸铝-碳化硅耐火材料的性能

以碳化硅为主要原料,分别以酚醛树脂、氧化铝和氧化硼粉体作为常温和高温结合剂,研究了免烧成硼酸铝-碳化硅耐火材料的体积密度、抗折强度和抗热震性.结果表明:当酚醛树脂的质量分数为5%时,耐火材料的体积密度和抗折强度分别为266g·cm-3和13~21MPa;在960℃烧结之后,主要物相为SiC,Al2O3,Al4B2O9;当高温结合剂的质量分数为75%时材料的体积密度最大,为255g·cm-3;当高温结合剂的质量分数为125%时,材料的抗折强度最大,为19MPa;经过5次高温热震后,高温结合剂的质量分数为75%时材料抗热震性较好,强度损失率为25%.     

原位反应制备Mg-α-Sialon结合镁质耐火材料研究

采用Si粉，Al粉和电熔镁砂为原料，研究在流动氮气中制备Mg-α-Sialon结合镁质耐火材料，借助XRD，SEM等手段分析和观察材料的物相组成和显微结构。结果表明，通过原位氮化反应可以在1450～1500℃范围内制备含Mg-α-Sialon镁质耐火材料；其产物的组成和显微结构取决于初始组成和氮化处理温度；在高温下尤其在高于1550℃时，试样内部大量气相物质Al（g），Si（g），Si2（g），Si3（g）等逸出试样表面，偏离初始组成，形成21R，O＇-Sialon等杂质相，造成试样质量损失和结构疏松。     

铝、硅添加对方镁石-铝镁尖晶石质免烧耐火材料性能的影响

采用电熔镁砂和电熔尖晶石为主要原料,以葡萄糖和水合硫酸铝为复合结合剂,以金属铝粉和单质硅为添加剂,制备方镁石-铝镁尖晶石质免烧耐火材料,研究了不同热处理温度下铝加入量及硅铝复合添加对耐火材料显微结构、烧结性能及力学性能的影响。结果表明,随着铝粉加入量的增加,方镁石-铝镁尖晶石免烧耐火材料经不同温度处理后的线膨胀率、常温抗折强度和常温耐压强度增加,并且高温抗折强度也不断提高;另外,金属铝和单质硅的添加会引起耐火材料在升温过程中的增重并减少材料的体积膨胀,从而进一步提高材料的常温力学性能。     

赛隆-碳化硅系复合材料的合成及其应用

以蜡石和碳黑为原料,通过碳热还原法合成了赛隆-碳化硅系复合材料,将其作为添加剂应用于Al2O3 C系不定形耐火材料中·考察了加热温度对赛隆-碳化硅系复合材料合成过程的影响以及添加赛隆-碳化硅系复合材料对耐火材料性能的影响·研究结果表明,通过向蜡石中添加适量的碳黑,并将蜡石和碳黑的混合物在氮气气氛下加热到1540℃时,可以很容易地合成赛隆-碳化硅系复合材料·通过添加适量的赛隆 碳化硅系复合材料,Al2O3 C系不定形耐火材料的抗氧化性能、抗渣侵蚀性能以及高温抗折强度均得到了明显的改善·     

C2AS-CAS2复相耐火材料的制备及其性能研究

本文以镁渣、高岭土、工业氧化铝为原料,采用高温固相法制备C2AS-CAS2复相耐火材料,利用XRD、FE-SEM、EDS等测试技术对试样进行表征,并测试了试样的耐压强度、抗水化性能、抗热震性能。结果表明,试样主晶相为C2AS和CAS2,耐压强度为65.3 MPa,抗水化性能及抗热震性能良好。     

提钒转炉用MgO--Fe--C砖性能研究

为延长MgO-C砖在提钒转炉上的使用寿命,本研究开发了一种新型MgO-Fe-C砖,通过与传统的MgO-C砖进行对比研究,考察这种新型耐火材料的使用性能。研究结果表明：在1400℃的使用温度下,导致提钒转炉用MgO- C砖使用寿命短的原因是脱碳层的烧结性差,抗冲刷性不理想;而对于本研究所开发的MgO-Fe-C砖,铁粉在氧化层氧化及使用条件下原位形成MgO-FeOss,有效地改善脱碳层的烧结性能,并形成致密且高结合强度的脱碳层,显著地提高了耐火材料的抗熔渣侵蚀性和抗氧化性,有利于耐火材料寿命的提高,因此MgO-Fe-C砖是具有良好应用前景的提钒转炉用MgO-C砖的替代品。     

高铝多孔隔热耐火材料的制备及热导率研究

主要研究了一种高铝多孔隔热耐火材料的制备过程、显微结构特征、气孔率、常温强度及导热系数等性能.结果表明:随着造孔剂的增加,材料气孔率的增加,体积密度逐渐减小,材料的常温抗折耐压强度逐渐降低,热导率减小.同时随着温度的升高,高铝多孔隔热耐火材料的导热系数也随之升高.高温下闭口气孔率从8.55％降低一半时,其热导率降低近3倍,显示高温下闭口气孔率对热导率的影响更为显著.     

发泡法制备莫来石轻质耐火材料工艺研究

以黏土、工业氧化铝、石英砂为主要原料,采用发泡法制备莫来石轻质耐火材料,研究了发泡剂的种类、发泡工艺、耐火纤维加入量对莫来石轻质耐火材料性能的影响.结果表明,以十二烷基苯磺酸钠等为发泡剂,其加入量为1%时,试样的容重最轻;加入糊精可以提高试样烧结后的强度,最佳加入量为5%;而搅拌时间为8～11min或发泡温度为50℃时,试样烧结后强度最大.引入硅酸铝耐火纤维对试样的容重和气孔率影响不大,但可明显提高烧结后试样的强度,其加入量以1%为宜.     

耐火材料向钢液中的传氧机理及影响因素

根据相平衡和热力学理论,并通过热力学计算,研究了耐火材料向钢液中的传氧机理以及影响因素·研究结果表明,在钢液深脱氧的情况下,耐火材料中闭口气孔内的氧化物组分分解所产生的平衡氧分压要明显高于钢液中的平衡氧分压,这是使耐火材料向钢液中传氧的主要原因;根据耐火材料的种类和组成配比的不同,耐火材料向钢液中的传氧能力亦不同;钢液中的氧含量越低,越会促进耐火材料中氧化物组分的分解和向钢液中的传氧·     

耐火材料对钢中氧含量影响的实验研究

通过实验研究MgO-Cr2O3,MgO-Al2O3,Al2O3和MgO-C系耐火材料对钢中氧含量和夹杂物的影响,以及采用热力学原理分析耐火材料向钢中的传氧机理.结果表明:在1600℃下,上述4种耐火材料向钢中的传氧能力依次为MgO-Cr2O3MgO-Al2O3Al2O3MgO-C;耐火材料中闭口气孔内氧化物组分分解所产生的平衡氧分压大于钢中的平衡氧分压,是耐火材料向钢中传氧的根本原因;MgO-C系耐火材料内部生成的CO在钢水界面处发生分解反应并溶入到钢中.