魏建修
,
何玉新
,
夏昌勇
,
樊海兵
耐火材料
doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2014.02.013
为了开发废Al2 O3-SiC-C砖的回收利用，以废Al2 O3-SiC-C砖颗粒作为骨料取代高铝均化料，制备了一系列废Al2 O3-SiC-C砖不同掺入量（质量分数25％、40％和55％）的铁沟浇注料。从试验检测结果和现场使用效果两方面对废Al2 O3-SiC-C砖颗粒取代高铝均化料的可行性进行了对比分析，并从经济效益和社会效益两方面对废Al2 O3-SiC-C砖的回收利用进行了综合评估。结果表明：随着废Al2 O3-SiC-C砖掺入量的提高，浇注料的需水量逐渐增多，体积密度逐渐降低，烧后线变化率逐渐减小，强度略有降低但仍保持着较高水平，抗渣侵蚀性能未受明显影响；与原浇注料相比，掺入质量分数为40％的废Al2 O3-SiC-C砖颗粒的浇注料在中小型高炉出铁场支沟及渣沟上的使用效果差别较小，寿命降低不明显，而原材料成本可大幅降低；另外，由于对废Al2 O3-SiC-C砖进行了回收再利用，减少了大量固体废弃物堆砌造成的资源浪费与环境破坏，因此产生了显著的社会效益。
关键词:
铁沟浇注料
,
抗渣侵蚀性
,
废Al2O3-SiC-C砖
,
回收利用
魏军从
,
杨金萍
,
黄建坤
,
周如意
,
涂军波
,
王义龙
耐火材料
doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2013.03.006
为了研究硅溶胶结合Al2O3-SiC-C材料的力学性能,以电熔棕刚玉和碳化硅为主要原料,硅溶胶为结合剂,制备了Al2O3-SiC-C铁沟浇注料,研究了其在110、300、500、700、900、1 100、1 300、1 450℃热处理后的常温物理性能和高温(1 400℃)抗折强度,并借助XRD、SEM等进行物相和显微结构分析.结果表明:随着热处理温度的升高,试样常温强度增加,烧后线变化率增大,体积密度先减小后增大,显气孔率先增大后减小,转折温度在700℃；高温抗折强度超过6 MPa.其原因在于:在中低温下,硅溶胶脱水形成—Si—O—Si—凝胶网络结构,保证了浇注料的中低温强度,700℃时因试样大量脱水而使得显气孔率最大,体积密度最小；在高温下,试样中因形成大量纤维状莫来石而为浇注料提供了较高的常温强度和高温强度.
关键词:
氧化铝-碳化硅-碳
,
铁沟浇注料
,
硅溶胶
,
常温强度
,
高温强度
涂军波
,
魏军从
,
李朝云
耐火材料
doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2009.01.005
以电熔棕刚玉为骨料,碳化硅、白刚玉、硅粉、球沥青、硅微粉、氧化铝微粉及高铝水泥为细粉,按大颗粒、中颗粒、细粉的质量比为55:15:30配料,分别外加0、0.2%、0.4%、0.6%的碳化硼细粉,加水和少量减水剂共混后,振动成型为160 mm ×40 mm ×40 mm的试样.自然干燥24 h脱模后,再自然干燥24 h,在空气气氛中分别于800、1 000、1 200、1 550℃下热处理3 h.检测各温度热处理后试样的线变化率、显气孔率、体积密度、耐压强度、抗折强度以及抗氧化性,高温抗折强度是在空气气氛中于1 400℃0.5 h进行检测,并利用XRD分析部分试样经高温抗折试验后的物相组成.结果表明:由于B4C在较低温度下氧化产生少量液相,一方面促进了材料的烧结,增大了中温强度;另一方面在材料表面形成防氧化膜,阻碍了炭素材料的氧化,利于次生β-SiC的形成.因而增大了浇注料的高温抗折强度.在本试验条件下,B4C加入量为0.4%时,浇注料的力学性能最好.
关键词:
B4C
,
Al2O3-SiC-C
,
铁沟浇注料
,
力学性能
,
抗氧化性能
顾华志
,
吕春燕
,
汪厚植
,
张文杰
耐火材料
doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2004.03.007
根据热力学计算,在还原气氛下,通过引入Si3N4和提高Si的加入量等途径原位合成制备出SiAlON增强Al2O3-SiC-C浇注料是完全可行的.实验研究了Si3N4的加入量和Si的加入量对Al2O3SiC-C铁沟浇注料力学性能的影响.结果发现:随着Si3N4加入量的提高,材料的力学性能先增大,后减小,加入量为6%时材料力学性能最佳;Si的加入量对材料性能的影响较为显著,材料的力学性能随着其加入量的增多而逐渐提高,其最佳加入量为5%.XRD及SEM分析结果表明,SiAlON增强Al2O3-SiC-C铁沟浇注料性能优良的根本原因是由于Si3N4、Si与Al2O3原位反应生成的SiAlON改变了材料基质结合形式,提高了基质的固-固直接结合率.
关键词:
原位反应
,
SiAlON
,
Al2O3-SiC-C
,
铁沟浇注料
,
力学性能
魏军从
,
黄建坤
,
王义龙
,
高春辉
,
涂军波
硅酸盐通报
分别以水泥、氧化镁-硅灰和硅溶胶三种结合剂制备了氧化铝-碳化硅-碳铁沟浇注料,借助相关测试标准和SEM、EDS、XRD等测试手段对比研究了三种浇注料的力学性能、显微结构和物相组成.研究结果表明:以水泥和硅溶胶结合的浇注料常温强度较大,以氧化镁-硅灰为结合剂的浇注料常温强度最小；硅溶胶为结合剂浇注料高温抗折强度最大,氧化镁-硅灰为结合剂最小.原因在于:尽管以水泥和硅溶胶为结合剂的浇注料在高温烧成时都生成莫来石,但以水泥结合试样中只是在基质中部分生成莫来石晶体,而以硅溶胶为结合剂试样由于硅溶胶分散性好,脱水后微粒活性更高,在试样中均匀生成了大量交错分布的莫来石晶体,且长径比更大,因此显著提高了高温抗折强度；以氧化镁-硅灰为结合剂的浇注料高温生成镁铝尖晶石、镁橄榄石和堇青石,由于镁铝尖晶石促进了碳化硅的氧化,使得结构疏松,强度降低.
关键词:
氧化铝-碳化硅-碳
,
铁沟浇注料
,
结合剂
,
力学性能
,
显微结构
樊海兵
,
魏建修
,
夏昌勇
耐火材料
doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2013.06.013
以棕刚玉、碳化硅、铝酸盐水泥及超微粉等为原料制备了棕刚玉基Al2O3-SiC-C铁沟浇注料,研究了球状沥青加入量对其性能的影响,并确定了球状沥青的最佳加入量;在此基础上,进一步研究了鳞片石墨外加量对该浇注料性能的影响.结果表明:随着球状沥青加入量的增加,浇注料的需水量增加,体积密度减小,显气孔率升高,强度降低,抗渣侵蚀性先提高后降低;当球状沥青加入质量分数为3％时,浇注料需水量增加的幅度与强度降低的幅度并不明显,且抗渣侵蚀性最好;在球状沥青加入质量分数为3％的前提下,外加质量分数0.5％的鳞片石墨可使该浇注料的强度略有增加,抗渣侵蚀性进一步提高,但鳞片石墨质量分数超过0.5％后,反而使浇注料的需水量增大,显气孔率升高,强度降低,抗渣侵蚀性变差.现场使用效果表明,以3％质量分数的球状沥青配合0.5％质量分数的鳞片石墨作为炭素原料制备的棕刚玉基Al2O3-SiC-C铁沟浇注料,具有施工性好,易烘烤,性能优良,质量可靠的优点,在大型高炉出铁场上使用,其一次通铁量可达到19.8万t.
关键词:
铁沟浇注料
,
抗渣侵蚀性
,
球状沥青
,
鳞片石墨
涂军波
,
魏军从
,
李朝云
耐火材料
doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2010.01.002
研究了B4C外加量(外加质量分数为0～0.6%)对Al2O3-SiC-Si3N4铁沟浇注料常温物理性能和高温抗折强度的影响.用X射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪测定了试样的物相组成和显微结构.结果表明:随着B4C加入量的增大,浇注料体积密度和常温强度先增大后减小,显气孔率先减小后增大,高温抗折强度先增大后减小; B4C外加质量分数为0.4%时,浇注料综合性能达到最佳.B4C在材料中的作用主要是促进烧结和防氧化.与未添加B4C试样相比,添加B4C的试样中生成了更多纤维状的O'-SiAlON,且长径比更大.O'-SiAlON的生长机制推断为气-固机制.
关键词:
Al2O3-SiC-Si3N4
,
铁沟浇注料
,
碳化硼
,
O'-SiAlON
,
防氧化
吕春燕
,
汪厚植
,
顾华志
,
曹枫
,
张文本
耐火材料
doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2009.03.006
对原位SiAlON增强Al2O3-SiC-C铁沟浇注料进行了工业应用试验,并对用后铁沟浇注料残样进行了XRD、SEM和EMPA分析.结果表明:1)SiAlON增强Al2O3-SiC-C铁沟浇注料抗侵蚀性优良,一次性通铁量达到15万t以上;2)用后SiAlON增强Al2O3-SiC-C铁沟浇注料可分为蚀变层、反应层和原质层,各层中均有粒状β-SiAlON分布;3)SiAlON增强Al2O3-SiC-C铁沟浇注料在现场使用环境下比在实验室条件下更容易原位生成β-SiAlON,β-SiAlON的生成是该浇注料具有优良使用性能的根本原因.
关键词:
SiAlON
,
Al2O3-SiC-C材料
,
铁沟浇注料
,
工业应用
,
显微结构
陈玉龙
,
赵雷
,
龚仕顺
,
瞿为民
,
雷中兴
,
李远兵
,
李淑静
耐火材料
doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2013.05.011
为了解决鳞片石墨因密度小、润湿性差和分散困难而难以在浇注料中使用的问题,首先采用硅烷偶联剂KH-560对≤0.178和≤0.074 mm的鳞片石墨分别进行改性处理,得到两种粒度的改性石墨；然后在传统Al2O3-SiC-C质铁沟浇注料配方(w):电熔致密刚玉62％、SiC粉24％、α-Al2O3微粉5％、纯铝酸钙水泥4％、SiO2微粉3％、球状沥青(≤1 mm)2％的基础上,分别用0.5％(w)的改性前后的石墨等量取代球状沥青,以研究KH-560硅烷偶联剂改性鳞片石墨对Al2O3-SiC-C铁沟浇注料性能的影响.结果表明:与原石墨相比,改性后石墨的分散性明显改善,浇注料的需水量大幅降低,且加入≤0.178 mm改性石墨的试样分散效果较好；含石墨试样的常温物理性能均有所下降,但加入≤0.178 mm改性石墨的试样强度和体积密度都明显高于加入其他石墨的,仅略低于无石墨的；加入石墨的试样抗渣性能明显得到提高,且加入≤0.178 mm改性石墨试样的抗渣性能最佳.综合考虑浇注料的各项性能,认为经硅烷偶联剂改性的鳞片石墨可部分取代球状沥青,且最佳粒度为≤0.178 mm.
关键词:
Al2O3-SiC-C
,
硅烷偶联剂
,
改性石墨
,
铁沟浇注料
