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不定形耐火材料流变性研究新进展

王战民 , 曹喜营 , 王守业 , 陈卢 , 冯海霞 , 李少飞 , 刘晋学 , 李再耕

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2012.01.001

总结了近期不定形耐火材料流变性研究方面的一些新进展,包括新的流变性研究试验方法、流变性的评价方法、浇注料的流变性和流动性之间的关系,以及絮凝剂对浇注料流变性的影响,并提出了今后进行不定形耐火材料流变性研究的建议.

Al2O3含量及热处理温度对Al2O3-SiO2系浇注料抗铝液侵蚀性的影响

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2010.01.001

采用坩埚法和浸泡法研究了不同Al2O3含量(质量分数分别为80%～85%、65%～70%、40%～45%、25%～30%)及不同温度(分别为110、800、1 100和1 400 ℃)热处理后的Al2O3-SiO2系浇注料的抗铝液侵蚀性,借助电镜和能谱分析研究了被850 ℃铝液侵蚀后试样的显微结构.结果表明:(1)随着Al2O3含量的增加,Al2O3-SiO2系浇注料的抗铝液侵蚀性增强;(2)在1 100 ℃热处理后,浇注料的抗铝液侵蚀性最差;(3)铝液渗入浇注料内部后,铝液中的Al和Mg与浇注料中的石英和莫来石相发生反应,将SiO2还原成Si,Al和Mg则氧化成Al2O3和MgO,MgO进而与Al2O3反应生成尖晶石,破坏试样的结构;(4)对于Al2O3含量较高的Al2O3-SiO2浇注料,尖晶石富集层较致密,可阻止铝液继续向浇注料内部渗透.

关键词: 铝熔炼炉 , Al2O3-SiO2系浇注料 , 抗铝液侵蚀性 , Al2O3含量 , 热处理温度

纳米Al2O3对Al2O3-SiC-C浇注料性能的影响

王战民 , 姜东梅 , 曹喜营 , 李红霞

稀有金属材料与工程

以电熔致密刚玉,碳化硅、沥青等为主要原料,研究了加入纳米Al2O3对Alpha-bond结合的Al2O3-SiC-C 质铁沟浇注料性能的影响.随着细粉预混法引入的纳米Al2O3的增加,流动值相近时,浇注料加水量有所增加,常温抗折强度和耐压强度变化趋势不明显;高温抗折强度在纳米Al2O3加入量为0.5%(质量分数,下同)时最高,提高幅度为4%,但随着加入量的继续增加,呈降低趋势.静态坩埚抗渣实验表明:含纳米Al2O3的浇注料,其抗渣侵蚀性没有得到改善:在加入1.0%纳米Al2O3时,抗渣渗透性得到提高.引入的纳米Al2O3使得材料在高温处理后更易生成莫来石相.

关键词: 纳米Al2O3 , Al2O3-SiC-C , 浇注料 , 抗渣性 , Alpha-bond

碱金属和锌对高炉用SiAlON结合刚玉砖的复合侵蚀

甘菲芳 , 李肇毅 , 黄朝晖 , 曹喜营

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2005.05.017

将高炉用SiAlON结合刚玉砖制成外部尺寸为φ50 mm×50 mm,内孔尺寸为φ25 mm×25 mm的坩埚,分别加入由Na2CO3、K2CO3、ZnO和宝钢高炉现场高炉灰配制的炉渣(其w(Na2O+K2O)=2.75%,w(ZnO)=5.1%)和用K2CO3、ZnO、石墨配制的炉渣(其w(Na2O+K2O)=25%,w(ZnO)=25%),然后分别在还原气氛下于1350℃16 h和1100℃40 h进行侵蚀试验.将侵蚀后的试样纵向对称剖开,观察渣对试样的侵蚀和渗透情况,进行SEM和EDAX分析.结果表明:碱金属和锌含量不同的两种炉渣对SiAlON结合刚玉砖的侵蚀速度都很小;碱金属侵蚀机理主要是SiAlON与碱蒸气反应生成钾霞石,与渣反应生成铁橄榄石,并参与硅酸盐玻璃相的生成;刚玉颗粒与渣中的FeO、Na2O和K2O反应生成铁铝尖晶石和少量针状β-Al2O3;锌对该砖没有产生明显的化学侵蚀.

关键词: 高炉 , SiAlON结合刚玉砖 , 碱金属 , 锌 , 侵蚀

轻质耐火涂料流变特性测定方法的研究

刘晋学 , 王守业 , 曹喜营 , 石会营

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2011.04.008

根据轻质耐火涂料流变特性自身特点及采用普通浇注料流变仪测定轻质耐火涂料流变特性存在的问题,采用美国Brookfield公司的R/S-SST型软固体流变仪和经过改装的HBDV-Ⅱ+Pro型黏度计对一种广泛应用于各种工业窑炉隔热保温层的轻质耐火涂料的流变特性进行了研究.结果表明:使用R/S-SST型软固体流变仪及改装后的HBDV-Ⅱ+Pro型黏度计,可以分别直接测定出轻质耐火涂料的屈服应力和表观黏度,对指导轻质耐火涂料作业性的研究具有重要意义.

关键词: 轻质耐火涂料 , 流变特性 , 屈服应力 , 表观黏度

改性石墨对Al2O3-SiC-C质浇注料性能的影响

石会营 , 张炀 , 卜相娟 , 曹喜营 , 何家松 , 王雷

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2008.01.008

以传统Al2O3-SiC-C质浇注料的基本配方为基础,制备成沥青质量分数为2%的Al2O3-SiC-C质浇注料和改性石墨质量分数分别为2%、4%和6%的Al2O3-SiC-C质浇注料,对比研究了这几种浇注料的流动性及经110 ℃、1 100 ℃和1 500 ℃处理后浇注体的体积密度、体积稳定性、强度、抗氧化性和抗渣性.结果表明:随着碳源由沥青改为改性石墨以及随着改性石墨加入量的增多,浇注料的需水量增多;不同温度处理后浇注体的体积密度均先增后降;烘干后强度降低较多,烧后强度变化相对较小;抗氧化性差别不大;高温抗折强度明显提高;添加改性石墨的浇注料比添加等量沥青的抗渣性差,但随着改性石墨加入量的逐渐增多,其抗渣性又有所提高.

关键词: 改性石墨 , Al2O3-SiC-C 浇注料 , 流动性 , 体积稳定性 , 抗氧化性 , 抗渣性

刚玉质自流浇注料流变性和流动性的关系

王战民 , 陈卢 , 曹喜营 , 王金相 , 李再耕 , 洪彦若

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2009.06.002

以电熔白刚玉、SiO2微粉、α-Al2O3微粉、纯铝酸钙水泥和Alphabond为原料配制刚玉质自流浇注料,用全组分浇注料流变仪和L型流动性测试装置,研究了不同种类和加入量的微粉(加入SiO2微粉质量分数6%～8%或仅α-Al2O3微粉质量分数1%～4%)、1%～4%的结合剂(纯铝酸钙水泥或Alphabond)对自流浇注料流变性和流动性的影响.结果表明:(1)随着SiO2微粉和α-Al2O3微粉加入量的增加,刚玉质自流浇注料的剪切扭矩和相对塑性黏度下降;自流值随SiO2微粉加入量的增多而增大.(2)水泥加入量的变化对刚玉质自流浇注料流变性和流动性的影响很小;随Alphabond加入量的增加,剪切扭矩和相对塑性黏度显著增大,而自流值呈增大的趋势.(3)刚玉质自流浇注料的流变性与流动性之间存在一定的关系:相对塑性黏度与自流时间T<,30>有较好的线性相关性,而与自流值无明显关联.

关键词: 流变性 , 流动性 , 自流浇注料 , L型流动性测试装置

耐火可塑料马夏值的测定

曹喜营 , 张三华 , 石会营 , 王金相 , 洪彦若 , 李再耕

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2009.06.015

采用特级矾土、黏土为主要原料,液体磷酸盐做结合剂,制备了6种满足不同施工方式的w(Al2O3)>70%的高铝可塑料,并采用马夏值测定仪测定了可塑料的可塑性.结果表明:马夏值测定法可以用于耐火可塑料的可塑性测定,而且其检测范围更宽,可测定采用橡皮锤人工捣打或风镐机械捣打等不同施工方式的可塑料的可塑性.橡皮锤人工捣打可塑料的马夏值范围为1.36～3.74 MPa,风镐机械捣打可塑料的马夏值范围为7.1～22 MPa.

关键词: 耐火可塑料 , 马夏值 , 可塑性 , 施工方法

浇注料在不同加热过程中的弹性模量变化

陈风毅 , 王守业 , 曹喜营 , 柴军福 , 赵瑾

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2014.06.004

为了研究浇注料烘烤过程中其内部状态变化与其弹性模量变化的相关性，将纯铝酸钙水泥结合的刚玉质浇注料振动成型，自然养护24 h后脱模，部分脱模后试样继续在烘箱中于110℃干燥48 h，部分干燥后试样继续在500℃热处理3 h，采用弯曲共振法检测试样在不同加热过程中的弹性模量变化：1）对脱模后试样，以5℃·min－1的速率升温，并在50℃及其整数倍温度点保温60～90 min，检测试样在加热过程中的弹性模量变化；2）对干燥后试样，以5℃·min－1的速率连续升温至500℃，检测试样在加热过程中的弹性模量变化；3）对500℃热处理后试样，以15℃·min－1的速率连续升温至500℃后保温35 min，检测试样在保温过程中的弹性模量变化。结果表明：1）自由水的排出使试样的弹性模量增大，结合水的排出则使其弹性模量减小；2）在连续升温的加热过程中，自由水和结合水的排出滞后于设置保温的加热过程，试样弹性模量的变化也出现相应的滞后现象；3）快速连续升温过程中试样内部存在热应力，温度和热应力的存在会影响试样的弹性模量；4）浇注料烘烤过程中弹性模量的变化可综合反映其内部状态变化尤其是水分排出情况的变化。

关键词: 刚玉质浇注料 , 烘烤 , 弹性模量 , 弯曲共振法 , 共振频率