无水泥铁沟浇注料的研制

铝酸钙水泥是目前铁沟浇注料最为常用的结合剂,但水泥中CaO的存在容易造成材料抗高炉熔渣侵蚀性能的恶化,因此超低水泥和无水泥浇注料被广泛研究.以板状刚玉、碳化硅、氧化铝微粉等为主要原料,研究了结合剂ρ-Al2O3和铝酸钙水泥配比加入量对Al2O3-SiC-C浇注料各种性能的影响.实验结果表明ρ-Al2O3可以替代传统的铝酸钙水泥结合剂,实现高炉铁沟浇注料无水泥化,比传统的浇注料具有更佳的性能.     

Fracture behavior and microstructure analysis of Al2O3–MgO–CaO castables for steel-ladle purging plugs

Three different castables based on the Al₂O₃–MgO–CaO system were prepared as steel-ladle purging plug refractories: corundum- based low-cement castable (C-LCC), corundum-spinel-based low-cement castable (C-S-LCC), and corundum-spinel no-cement castable (C-S-NCC) (hydratable alumina (ρ-Al₂O₃) bonded). The fracture behavior at room temperature was tested by the method of “wedge-splitting” on samples pre-fired at different temperatures; the specific fracture energy G′_f and notched tensile strength σ_NT were obtained from these tests. In addition, the Young’s modulus E was measured by the method of resonance frequency of damping analysis (RFDA). The thermal stress resistance parameter R′′′′ calculated using the values of G′_f, σ_NT, and E was used to evaluate the thermal shock resistance of the materials. According to the microstructure analysis results, the sintering effect and the bonding type of the matrix material were different among these three castables, which explains their different fracture behaviors.     

尖晶石及含钛尖晶石的添加对MgO质材料性能的影响

以电熔氧化镁、电熔镁铝尖晶石和电熔含钛尖晶石为原料,分别在镁质材料中添加15％电熔镁铝尖晶石和电熔含钛尖晶石,研究了两种不同类型的尖晶石的加入对镁质材料性能的影响。结果表明：在MgO质材料中分别加入15％的镁铝尖晶石和含钛尖晶石后,试样的烧结性能和抗渣渗透性提高,而试样的冷态抗折强度和抗渣侵蚀性能变差。且在镁质材料中加入含钛尖晶石后材料的各项性能高于加入镬铝尖晶石后的各项性能。     

基质组成对低水泥浇注料荷重软化温度的影响

研究了基质组成对低水泥浇注料高温荷重软化温度的影响．结果表明．用铝-80铝酸钙水泥代替铝-70铝酸钙水泥可显著提高荷重软化温度;伴随α—A1203加入量增加,荷重软化温度提高;蓝晶石加入d和2d时能提高0．6％变形温度。超过2d时却有降低作用．4％变形温度随着蓝晶石加入量的增加而提高．     

镁锆铬质无碳钢包渣线耐火浇注料

实验以轻烧氧化镁和锆英石为原料，采用湿法共磨工艺，合成了镁锆质熟料。井以此为主要原料研制了镁锆铬质浇注料。实验证明，镁锆铬质浇注料的抗渣侵蚀能力、抗渣渗透能力较高。     

刚玉质低水泥烧注料的研制

研究和探讨了刚玉质低水泥烧注料的生产工艺原理、分散减水技术的应用及其显微结构特点。结果表明：联合使用适量的SiO2超微粉、活性α-Al2O3微粉以及A、B二种添加剂，易以施工，于材料中可形成组织均匀致密、多相均一性的近于直接结合结构，由此可获得性能良好的浇注耐火材料。     

钢纤维在浇注耐火材料中的使用

对耐火钢纤维在浇注耐火材料中应用的工艺原理、对材料性能的影响规律及其温变形为进行了探讨。结果表明：钢纤维的适宜用量为1％—1．5％；1100℃烧后，钢纤维的外表面有轻微的氟化反应层；1400℃烧后，钢纤维几乎全部分解，失去增韧补强作用。     

刚玉-尖晶石质浇注料烧成过程中的线膨胀行为

以电熔刚玉,氧化镁,硅微粉以及铝酸盐水泥为原料,制备了φ10 mm×50 mm的试样.在750~1450℃的温度下测量了试样的线膨胀率,研究了电熔刚玉粒度、氧化镁、水泥及硅微粉加入量对刚玉-尖晶石质浇注料烧成过程中线膨胀率的影响.研究结果表明:电熔刚玉粒度、氧化镁、水泥及硅微粉加入量对刚玉-尖晶石质浇注料的线膨胀率影响显著,增加电熔刚玉粒度和硅微粉的加入量,试样的线膨胀率减小,有效地抑制了刚玉-尖晶石质浇注料在烧成过程中的线膨胀行为;增加氧化镁和水泥的加入量,试样的线膨胀率呈增加趋势.     

原位生成Sialon增强Al2O3-SiC-C铁沟浇注料抗渣机理研究

采用静态坩埚法进行了Sialon增强Al2O3-SiC-C铁沟浇注料的抗渣实验.结果表明,该种铁沟料具有比传统铁沟料更优异的抗渣性能.通过X-射线衍射和SEM分析可知,其抗渣机理为添加的Si3N4,Si与Al2O3发生原位反应生成Sialon,使材料内部结合更加紧密,并且生成的Sialon活性较高,氧化放出气体,阻止熔渣的渗入;其次,Sialon向熔渣中溶解,使熔渣成为含N的高硅玻璃,粘度增大;此外,Al2O3与熔渣的MgO反应生成MgAl2O4,形成一阻挡层,这也是Sialon增强Al2O3-SiC-C浇注料具有优异的抗渣渗透及侵蚀性能的重要原因.     

原位氮化生成Sialon结合刚玉浇注料的性能

以板状刚玉为骨料,电熔白刚玉细粉、水合氧化铝、Si粉和Al2O3微粉为基质,通过原位氮化反应制备了Sialon结合刚玉浇注料.研究了Sialon生成量对材料的常规物理性能、高温强度和抗热震性能的影响.用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了材料的物相组成和显微结构.结果表明:随Sialon生成量的增加,成型所需加水量增加,Sialon结合刚玉浇注料的常温抗折强度、体积密度下降,显气孔率略有增加,线变化率从微收缩到微膨胀;材料的高温抗折强度和抗热震性能明显提高,热震后的残余强度保持率从不含Sialon的纯刚玉浇注料的16%左右提高到50%左右.