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镁铁铝复合尖晶石砖抗水泥熟料和抗碱盐侵蚀性能研究

李燕京 , 孙加林 , 李勇 , 张军杰 , 刘梦 , 马淑龙 , 林鑫

耐火材料 doi:10.3969 /j.issn.1001 -1935.2015.01.005

为分析水泥窑用镁铁铝复合尖晶石砖的侵蚀机制，对经高温烧成的商品高铁镁砂－镁铝尖晶石砖、方镁石－铁铝尖晶石砖和镁铝尖晶石砖分别进行了1450℃4 h 的抗碱盐和抗水泥熟料侵蚀试验，并对侵蚀后试样进行了 SEM扫描电镜和 EDS 物相分析。结果表明：高铁镁砂－镁铝尖晶石砖的抗碱盐侵蚀性和抗水泥熟料侵蚀性均最好，方镁石－铁铝尖晶石砖次之，镁铝尖晶石砖相对较差。这是因为高铁镁砂－镁铝尖晶石砖结构最为致密，体系中 Fe 元素以固溶体的形式存在，高温烧成时结构稳定，没有像方镁石－铁铝尖晶石砖中二次尖晶石的形成和 Fe 元素的变价带来的微裂纹，没有 Fe 元素的扩散造成的孔洞，使得碱蒸气不易渗入；体系中的 Fe 元素与水泥熟料反应生成高黏度的铁酸钙和铁酸铝相，阻止了水泥熟料的进一步渗透。

关键词: 高铁镁砂-镁铝尖晶石砖 , 方镁石-铁铝尖晶石砖 , 镁铝尖晶石砖 , 水泥熟料 , 碱盐 , 抗侵蚀性

SiO2含量对合成铁铝尖晶石的影响

马淑龙 , 李勇 , 李燕京 , 王治峰 , 夏文斌 , 马飞 , 黄朝晖

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2013.03.001

为了研究以矾土做原料合成铁铝尖晶石时其SiO2成分对合成铁铝尖晶石的影响,以氧化铁粉、α-Al2O3粉和碳粉为原料,分别加入质量分数为0、2％、5％和8％的SiO2粉,在氮气气氛中分别于1 400、1 450、1 500、1 550℃保温4h合成铁铝尖晶石.通过对所合成铁铝尖晶石的烧结性能、物相组成及微观结构进行分析,研究了SiO2加入量对铁铝尖晶石合成及烧结性能的影响.结果表明:氮气气氛下,加入2％(w)SiO2能够促进铁铝尖晶石的合成及烧结；加入大于5％(w)SiO2时,试样的体积密度迅速下降,SiO2与氧化铁生成大量的低熔点液相,Al2O3则以刚玉相存在,反而阻碍铁铝尖晶石相的生成.采用特级矾土为原料合成铁铝尖晶石时,由于矾土中杂质SiO2和TiO2以及R2O的大量存在,导致矾土基铁铝尖晶石的体积密度更低,烧结性能更差,用其制备的方镁石-铁铝尖晶石制品的性能较差.可见,合成铁铝尖晶石以矾土为原料是不合适的.

关键词: 铁铝尖晶石 , SiO2 , 矾土 , 方镁石-铁铝尖晶石砖

红柱石对 COREX炉用锆刚玉砖性能的影响

张积礼 , 马淑龙 , 朱凌云 , 马飞 , 王治峰 , 夏文斌 , 张军杰

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2014.06.017

为了进一步优化COREX熔融还原炼铁炉用锆刚玉砖的性能，在以电熔白刚玉、板状刚玉、锆英石为主要原料配料的锆刚玉砖中引入8％（w）的红柱石，经混练后成型为标型砖，置于电炉中1620℃保温4 h烧成制备成锆刚玉砖，通过对其常规理化性能，显微结构和物相等方面分析研究红柱石对锆刚玉性能的影响。结果表明：红柱石的引入可明显降低材料的显气孔率，提高耐压强度和荷重软化温度；红柱石烧结过程中形成针柱状莫来石相穿插于刚玉和氧化锆之间，可起到强化骨架的作用。

关键词: COREX炉 , 锆刚玉砖 , 红柱石

添加TiO2对铁铝尖晶石合成和烧结的影响

马淑龙 , 李勇 , 孙加林 , 王志发

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2010.06.003

以氧化铁粉、α-A12O3粉、石墨为主要原料,分别外加质量分数为0、2%、5%和8%的钛白粉,以亚硫酸纸浆废液为结合剂混练均匀后,压制成型为φ50 mm×50 mm的试样,于100℃干燥24 h,在氮气气氛中分别于1 400、1 450、1 500和1 550 ℃保温4 h煅烧,然后检测烧后试样的体积密度,并分析其物相组成和显微结构.结果表明:在氮气气氛下,TiO2的引入能降低铁铝尖晶石的合成温度,1 450 ℃煅烧后铁源几乎完全转化为铁铝尖晶石;TiO2的引入能明显促进铁铝尖晶石的烧结,引入2%质量分数的钛白粉的试样体积密度最高,物相组成最好;引入多于2%质量分数的钛白粉的试样中有一定量的Fe2TiO5-Al2TiO5固溶相生成,试样体积密度下降,而且随着温度升高,Ti4+更容易被还原而抑制Fe3+还原,从而阻碍铁铝尖晶石的合成.

关键词: 铁铝尖晶石 , 氮气气氛 , TiO2 , 烧结

钛酸铝含量对Al2O3-Al2TiO5复合材料性能的影响

王志发 , 马淑龙 , 张利芳 , 卜景龙

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2008.05.015

以预合成钛酸铝和煅烧氧化铝为原料,按不同比例混合,湿法共磨至粒径<10 um,干燥后加入PVA溶液结合剂混合,经100 MPa成型后,在1 500℃3 h下烧成,制备出Al2O3-Al2TiO5复相陶瓷材料,并研究了钛酸铝含量对烧后试样显微结构与性能的影响.结果表明:(1)随着复相材料中钛酸铝含量的增加,试样的烧后线变化率、抗折强度与线膨胀率逐渐降低;(2)钛酸铝含量为50%的试样显微结构较为致密,抗折强度为25.2 MPa,室温-1 100℃的平均线膨胀系数仅为3.6×10-6℃-1;(3)其优良的抗热震性能归因于其低热膨胀及晶界应力的共同作用,该复相材料适于用作高温作业领域的抗热震耐火材料.

关键词: 煅烧氧化铝 , 钛酸铝 , 显微结构 , 抗热震性

添加MgO对铁铝尖晶石合成和烧结的影响

马淑龙 , 李勇 , 孙加林 , 王志发

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2010.05.004

以氧化铁粉、α-Al2O3粉、石墨粉为主要原料,分别外加质量分数为0、2%、5%和8%的氧化镁粉,以亚硫酸纸浆废液为结合剂混练均匀后,压制成型为50 mm×50 mm的试样,于100 ℃干燥24 h,在氮气气氛中分别于1 400、1 450、1 500和1 550 ℃保温4 h煅烧,然后检测烧后试样的体积密度,并分析其物相组成和显微结构.结果表明:在氮气气氛下,添加氧化镁粉可明显降低铁铝尖晶石的合成温度,并促进铁铝尖晶石的烧结;在1 450 ℃,Fe2O3与α-Al2O3可完全反应生成铁铝尖晶石;氧化镁粉的适宜外加量(质量分数)为5%,过多会生成难被还原的MgFe2O4尖晶石相.

关键词: 铁铝尖晶石 , 氮气气氛 , 氧化镁 , 合成 , 烧结

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