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耐火材料 2025年第1期59卷 70-75页

作者：何旭辉赵宗强高广泽张洪睿陈留刚李建伟郑州大学材料科学与工程学院河南省高温功能材料重点实验室河南郑州450052 河南建筑材料研究设计院有限责任公司河南郑州450002

为提高刚玉-尖晶石质浇注料的性能,以活性MgO为结合剂,板状刚玉、活性氧化铝微粉和乳酸铝为主要原料,制备了刚玉-尖晶石质浇注料,研究了活性MgO加入量(加入质量分数分别为1%、3%、5%和7%)对刚玉-尖晶石质浇注料物理性能及抗渣性能的影响... 详细信息

为提高刚玉-尖晶石质浇注料的性能,以活性MgO为结合剂,板状刚玉、活性氧化铝微粉和乳酸铝为主要原料,制备了刚玉-尖晶石质浇注料,研究了活性MgO加入量(加入质量分数分别为1%、3%、5%和7%)对刚玉-尖晶石质浇注料物理性能及抗渣性能的影响,结合显微结构和物相组成变化,分析了活性MgO加入量对其性能影响机制。结果表明:1)浇注料养护和干燥后的强度随活性MgO加入量的增加而增加,而显气孔率呈下降趋势。2)经1 600℃热处理后,浇注料的强度随着活性MgO加入量的增加而降低,加热永久线变化逐渐增大,浇注料的抗渣侵蚀性能减弱,抗渣渗透性能呈先增强后减弱的趋势。3)当活性MgO加入量为3%(w)时,活性MgO结合刚玉-尖晶石质浇注料表现出最佳的综合性能。

关键词：活性MgO 刚玉-尖晶石质浇注料物理性能抗渣性

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刚玉-尖晶石质浇注料的系统优化及对其热/力学性能的影响研究

刚玉-尖晶石质浇注料的系统优化及对其热/力学性能的影响研究

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作者：王志强武汉科技大学

学位级别：博士

随着洁净钢需求量的日趋增加,精炼比例不断上升,钢包工作衬耐火材料面临的服役环境日益苛刻。作为大中型钢包的内衬材料,刚玉-尖晶石质浇注料逐渐暴露出热震稳定性较差、容易剥落、钢包热损失大等一系列问题。近年来,人们虽然从不同角... 详细信息

随着洁净钢需求量的日趋增加,精炼比例不断上升,钢包工作衬耐火材料面临的服役环境日益苛刻。作为大中型钢包的内衬材料,刚玉-尖晶石质浇注料逐渐暴露出热震稳定性较差、容易剥落、钢包热损失大等一系列问题。近年来,人们虽然从不同角度对刚玉-尖晶石质浇注料的性能进行了优化,但仍然缺乏对各个组成部分系统性的优化研究。为此,本文从骨料的组成及显微结构特征分析、基质组织设计、外加剂的引入等多角度出发,借助于X射线衍射分析、扫描电子显微镜和能谱分析等手段,对刚玉-尖晶石质浇注料的组织结构进行系统优化,并对其热/力学性能的影响进行研究;分析了各优化组分对刚玉-尖晶石质浇注料关键使用性能的影响机理;建立了浇注料中Al-H2O反应的排气通道模型,揭示了金属铝粉的防爆裂作用机理;借助灰色关联理论建立了微气孔孔径分布与刚玉-尖晶石质浇注料第五应力断裂抵抗因子的相关性,研究了微气孔结构参数对其热震稳定性的影响。主要研究结论如下:从骨料显微结构角度出发,基于微孔刚玉具有大量孔径小于1μm的微气孔结构,系统研究了微孔刚玉对刚玉-尖晶石质浇注料性能的影响。结果表明,随着微孔刚玉骨料加入比例的增加,浇注料的强度没有明显降低,体积密度略有下降,显气孔率增大,浇注料导热系数大幅降低。刚玉骨料中的微孔结构缓解了浇注料因热冲击引起裂纹扩展的尖端应力,有效改善了浇注料的热震稳定性。另外,微孔刚玉中微气孔结构可降低熔渣在骨料中的渗透深度以及骨料在熔渣中溶解速率,进而提高了刚玉-尖晶石质浇注料的抗渣侵蚀和渗透性能。从骨料组成角度出发,研究了含10 wt%左右尖晶石相的Al2O3-MA（Mg Al2O4）复相骨料对刚玉-尖晶石质浇注料性能的影响。结果表明,Al2O3-MA复相骨料表面粗糙度较板状刚玉的高,由Al2O3-MA复相骨料替代板状刚玉,浇注料吸水率增加,致密度下降,经中低温热处理后强度均有所降低。由于骨料表面较高的粗糙度有利于高温下骨料与基质之间的烧结结合效果,经1600℃热处理后,浇注料的强度得以提高。骨料浸泡抗渣实验结果表明,与板状刚玉相比,Al2O3-MA复相骨料侵蚀层中的裂纹细而少,遭受熔渣侵蚀后不易剥落。过渡层中形成CA6相和复相尖晶石,形成的CA6致密层阻挡了熔渣侵蚀,尖晶石相吸收熔渣中Fe O、Mn O等物质后,致使熔渣黏度增大、侵蚀作用下降,进而增强骨料的抗渣侵蚀性能。由Al2O3-MA复相骨料替代板状刚玉后,浇注料的侵蚀指数和渗透指数分别由38%降低至34.1%和由80.5%降低至75.6%。从基质组织设计的角度出发,研究了基质中尖晶石的赋存形态及造孔剂对刚玉-尖晶石质浇注料性能的影响。结果表明,含预合成尖晶石细粉、预合成尖晶石微粉和原位生成尖晶石微粉的浇注料热震后的残余抗折强度保持率分别为18.5%、18.7%和22.6%,添加的Al（OH）3微粉发生分解产生微气孔,浇注料中气孔的体积中位径由2.05μm降低至1.22μm,增强了浇注料抑制裂纹扩展的能力,浇注料的残余抗折强度保持率由22.6%提高至24.6%。与预合成尖晶石细粉相比,预合成尖晶石微粉有利于提高浇注料的抗渣侵蚀和渗透性能,其侵蚀和渗透指数分别降低4.6%和11.5%;添加Mg O微粉而原位生成尖晶石有利于提高浇注料的抗渣侵蚀性能,其侵蚀指数降低9.1%,但渗透指数增大9.6%,主要是添加Mg O微粉使得浇注料流动性有所下降,显气孔率升高所致。从外加剂引入角度出发,研究了金属铝粉在刚玉-尖晶石质浇注料中的防爆裂作用机理。结果表明,浇注料抗爆裂性能主要与其断裂能和透气度有关。金属铝粉可提升浇注料透气度,其主要原理在于金属铝粉与浇注料中的水反应生成的氢气溢出而产生排气通道,而该排气通道的形成过程又受到Al-H2O反应产生气体的进程和浇注料的硬化进程所制约。通过排气通道形成模型分析可知,在大量气体产生阶段和浇注料开始及加速硬化阶段相重叠的时间内,浇注料硬化的同时气体逐渐排出,排气通道随即形成。这个重叠时间持续的长短决定了浇注料中形成排气通道的数量,即浇注料透气性的优劣。当添加0.075%的100目金属铝粉时,上述重叠时间最长,达230 min,刚玉-尖晶石质浇注料的透气度最大,达22×1016/m2。同时浇注料的断裂能也较大,达525 J/m2,使得刚玉-尖晶石质浇注料的抗爆裂性能达到最佳。借助灰色关联理论分析了刚玉-尖晶石浇注料孔径分布区间与热震稳定性能之间的关联性。研究结果表明,采用第五热应力断裂抵抗因子R''''能够很好地反映刚玉-尖晶石浇注料的热震稳定性。试样经过1100℃保温3 h热处理后,孔径范围在<0.2μm和0.2～0.5μm之间的气孔孔容与R''''的关联度最大,分别为0.8652和0.8645,说明孔径在<0.2μm和0.2～0.5μm之间的气孔对热震稳定性能影响程度最为显著。

关键词：刚玉-尖晶石质浇注料系统优化微气孔热/力学性能热震稳定性

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白云石微粉对刚玉-尖晶石质浇注料物理性能的影响

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耐火材料 2007年第6期41卷 401-404页

作者：李志刚叶方保郑州大学高温功能材料河南省重点实验室郑州450052

以电熔白刚玉、电熔镁铝尖晶石、氧化铝微粉、白云石微粉以及铝酸钙水泥为主要原料,研究了白云石微粉加入量(质量分数分别为0、1.5%和3%)对刚玉-尖晶石质浇注料物理性能的影响。结果表明:加入1.5%白云石微粉对浇注料的线变化率影响不大... 详细信息

以电熔白刚玉、电熔镁铝尖晶石、氧化铝微粉、白云石微粉以及铝酸钙水泥为主要原料,研究了白云石微粉加入量(质量分数分别为0、1.5%和3%)对刚玉-尖晶石质浇注料物理性能的影响。结果表明:加入1.5%白云石微粉对浇注料的线变化率影响不大,并能够明显提高浇注料800～1100℃烧后的冷、热态抗折强度,对1400℃烧后的冷、热态抗折强度影响不大,但1600℃烧后冷、热态抗折强度降低。加入3.0%的白云石微粉使各试验温度烧后浇注料的线变化率增大且不利于浇注料强度的提高。与1400℃烧后相比,1600℃烧后所有试样冷、热态强度均有所降低,而且随白云石微粉加入量的增加降低幅度增大。白云石微粉的加入能够明显提高刚玉-尖晶石质浇注料的强度保持率,但试样热震前后的抗折强度均明显降低。

关键词：白云石刚玉-尖晶石质浇注料物理性能

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加入纳米碳酸钙对刚玉-尖晶石质浇注料性能的影响

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耐火材料 2012年第6期46卷 406-409页

作者：李志刚叶方保中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司先进耐火材料国家重点实验室河南洛阳471039 郑州大学高温功能材料河南省重点实验室河南郑州450052

以烧结刚玉为骨料,电熔白刚玉粉、电熔尖晶石粉、α-Al2O3微粉、纳米碳酸钙以及水合氧化铝为基质,研究了纳米碳酸钙加入量(质量分数分别为0.4%、0.8%、1.2%、1.6%、2.0%)对刚玉-尖晶石质浇注料经不同温度处理后抗折强度、抗热震性和抗... 详细信息

以烧结刚玉为骨料,电熔白刚玉粉、电熔尖晶石粉、α-Al2O3微粉、纳米碳酸钙以及水合氧化铝为基质,研究了纳米碳酸钙加入量(质量分数分别为0.4%、0.8%、1.2%、1.6%、2.0%)对刚玉-尖晶石质浇注料经不同温度处理后抗折强度、抗热震性和抗渣性的影响。结果表明:加入的纳米碳酸钙在高温下分解,并原位生成铝酸钙系矿物,能明显提高浇注料在800～1 400℃处理后的常温和热态抗折强度;加入纳米碳酸钙能明显提高浇注料的抗热震性能,对浇注料抗高碱度渣性能的影响较小,但明显降低了其抗低碱度渣的侵蚀性和渗透性。

关键词：纳米碳酸钙刚玉-尖晶石质浇注料抗热震性抗渣性

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刚玉-尖晶石质浇注料抗热震性的研究

刚玉-尖晶石质浇注料抗热震性的研究

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2013耐火材料综合学术会议、第十二届全国不定形耐火材料学术会议、2013耐火原料学术交流会

作者：张志雄李志刚张立明禄向阳张晖中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司先进耐火材料国家重点实验室河南洛阳471003

采用板状刚玉颗粒和尖晶石颗粒为骨料,尖晶石细粉、刚玉细粉、氧化铝微粉和纯铝酸钙水泥为基质,采用正交法研究了尖晶石颗粒粒度(1～0.5、0.5 ～0.2和≤0.2 mm)、尖晶石颗粒电熔料和烧结料质量比、尖晶石细粉电熔料和烧结料质量比、刚... 详细信息

采用板状刚玉颗粒和尖晶石颗粒为骨料,尖晶石细粉、刚玉细粉、氧化铝微粉和纯铝酸钙水泥为基质,采用正交法研究了尖晶石颗粒粒度(1～0.5、0.5 ～0.2和≤0.2 mm)、尖晶石颗粒电熔料和烧结料质量比、尖晶石细粉电熔料和烧结料质量比、刚玉细粉电熔料和烧结料质量比四个因素,对刚玉-尖晶石质浇注料抗热震性的影响.用1100℃风冷5次后试样的抗折强度保持率表征材料的抗热震性.结果表明:在刚玉-尖晶石浇注料中,适当增大尖晶石颗粒粒度有利于提高浇注料抗热震性能;电熔尖晶石和烧结尖晶石自身特性差异,使其对材料结构和性能的影响不同,采用烧结尖晶石细粉和电熔尖晶石颗粒时,材料热震后抗折强度保持率较高;刚玉细粉类型变化对材料抗热震性能影响不显著.

关键词：刚玉-尖晶石质浇注料制备工艺抗热震性正交试验

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刚玉-尖晶石质浇注料及其制备RH插入管预制件内芯的方法

刚玉-尖晶石质浇注料及其制备RH插入管预制件内芯的方法

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作者：张会敏张景倚郑化 450041 河南省郑州市上街区工业路158号

本发明公开了一种免烧成塞隆结合刚玉-尖晶石质浇注料及其制备RH插入管预制件内芯的方法。该浇注料的原料组成为：电熔白刚玉50～72%，尖晶石8～21%，金属硅粉2～9%，200目电熔白刚玉3～11%，α-氧化铝2～6%和ρ-氧化铝3～7%；另外加入... 详细信息

标准号: CN103880442B

本发明公开了一种免烧成塞隆结合刚玉-尖晶石质浇注料及其制备RH插入管预制件内芯的方法。该浇注料的原料组成为：电熔白刚玉50～72%，尖晶石8～21%，金属硅粉2～9%，200目电熔白刚玉3～11%，α-氧化铝2～6%和ρ-氧化铝3～7%；另外加入占各种原料总重量0.04～0.13%的添加剂FS60。本发明浇注料采用赛龙结合，克服了现有传统浇注料水泥中CaO的存在对预制件高温性能及抗侵蚀性能的影响，从而极大地提高了本发明浇注料的高温强度和热震稳定性。并且结合该产品的1700℃使用条件，实现塞隆在使用过程中的生成，有效降低了生产成本，使得产品的使用寿命提高了30～50%。

关键词：浇注料电熔白刚玉预制件氧化铝塞隆刚玉-尖晶石质浇注料使用寿命提高抗侵蚀性能热震稳定性原料总重量高温强度高温性能金属硅粉原料组成尖晶石结合免烧内芯赛龙一种制备生产成本添加剂生成水泥克服公开加入有效影响

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骨料粒度分布对刚玉-尖晶石质浇注料性能的影响

骨料粒度分布对刚玉-尖晶石质浇注料性能的影响

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2015耐火材料综合学术年会暨第十三届全国不定形耐火材料学术会议和2015耐火原料学术交流会

作者：周芬王志强杜爽徐炎明武钢耐火材料有限责任公司

以板状刚玉、合成镁铝尖晶石、α-AlO微粉、SiO微粉、铝酸钙水泥为原料制备刚玉-尖晶石质浇注料。研究了骨料粒度分布对刚玉-尖晶石质浇注料性能的影响。结果表明:通过改变刚玉-尖晶石质浇注料的骨料粒度分布,可有效提高材料的致密性,... 详细信息

以板状刚玉、合成镁铝尖晶石、α-AlO微粉、SiO微粉、铝酸钙水泥为原料制备刚玉-尖晶石质浇注料。研究了骨料粒度分布对刚玉-尖晶石质浇注料性能的影响。结果表明:通过改变刚玉-尖晶石质浇注料的骨料粒度分布,可有效提高材料的致密性,降低材料的显气孔率,提高材料的体积密度和抗渣性,但同时也会恶化材料的抗热震性。

关键词：刚玉-尖晶石质浇注料骨料粒度分布物理性能

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骨料粒度分布对刚玉-尖晶石质浇注料性能的影响

骨料粒度分布对刚玉-尖晶石质浇注料性能的影响

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2015耐火材料综合学术年会暨第十三届全国不定形耐火材料学术会议、2015耐火原料学术交流会

作者：周芬王志强杜爽徐炎明武钢耐火材料有限责任公司湖北武汉430081

以板状刚玉、合成镁铝尖晶石、α-Al2O3微粉、SiO2微粉、铝酸钙水泥为原料制备刚玉-尖晶石质浇注料.研究了骨料粒度分布对刚玉-尖晶石质浇注料性能的影响.结果表明:通过改变刚玉-尖晶石质浇注料的骨料粒度分布,可有效提高材料的致密性,... 详细信息

以板状刚玉、合成镁铝尖晶石、α-Al2O3微粉、SiO2微粉、铝酸钙水泥为原料制备刚玉-尖晶石质浇注料.研究了骨料粒度分布对刚玉-尖晶石质浇注料性能的影响.结果表明:通过改变刚玉-尖晶石质浇注料的骨料粒度分布,可有效提高材料的致密性,降低材料的显气孔率,提高材料的体积密度和抗渣性,但同时也会恶化材料的抗热震性.

关键词：不定形耐火材料刚玉-尖晶石质浇注料体积密度抗渣性能抗热震性

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硅溶胶结合刚玉-尖晶石质浇注料性能的研究

硅溶胶结合刚玉-尖晶石质浇注料性能的研究

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2015耐火材料综合学术年会暨第十三届全国不定形耐火材料学术会议、2015耐火原料学术交流会

作者：田忠凯陈峰阮国智安迈铝业(青岛)有限公司山东青岛266510 上海宝钢工业技术服务有限公司上海201902

以板状刚玉骨料(3～6、1～3、0.5～1mm)和镁铝尖晶石(≤0.5、≤0.09、≤0.045、≤0.02mm)为原料,分别添加不同固含量的硅溶胶,研究了硅溶胶结合刚玉-尖晶石质浇注料的各种性能,分析了不同粒度镁铝尖晶石对浇注料常温物理性能的影响.结... 详细信息

以板状刚玉骨料(3～6、1～3、0.5～1mm)和镁铝尖晶石(≤0.5、≤0.09、≤0.045、≤0.02mm)为原料,分别添加不同固含量的硅溶胶,研究了硅溶胶结合刚玉-尖晶石质浇注料的各种性能,分析了不同粒度镁铝尖晶石对浇注料常温物理性能的影响.结果表明:镁铝尖晶石粒度越细,硅溶胶中SiO2固含量越高,浇注料流动性能越差.硅溶胶结合刚玉-尖晶石浇注料,脱模强度较低,1000℃热处理后强度明显增强,热处理温度高于1000℃,对材料的强度贡献不大.

关键词：不定形耐火材料刚玉-尖晶石质浇注料硅溶胶材料性能

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尖晶石对刚玉-尖晶石质浇注料结构和性能的影响

尖晶石对刚玉-尖晶石质浇注料结构和性能的影响

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2015耐火材料综合学术年会暨第十三届全国不定形耐火材料学术会议、2015耐火原料学术交流会

作者：李代兵张立明中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司先进耐火材料国家重点实验室河南洛阳471039

对以板状刚玉、电熔镁铝尖晶石、活性氧化铝微粉和纯铝酸钙水泥为原料的刚玉-尖晶石质浇注料,研究了在尖晶石加入总量为22％(w)时其颗粒与细粉的加入比例对试样结构和性能的影响.结果表明:对于尖晶石颗粒和细粉加入量分别为15％(w)和7％... 详细信息

对以板状刚玉、电熔镁铝尖晶石、活性氧化铝微粉和纯铝酸钙水泥为原料的刚玉-尖晶石质浇注料,研究了在尖晶石加入总量为22％(w)时其颗粒与细粉的加入比例对试样结构和性能的影响.结果表明:对于尖晶石颗粒和细粉加入量分别为15％(w)和7％(w)的试样,因为基质中存在较多Al2O3会向尖晶石细粉和颗粒固溶而使得试样结构致密,强度增大,抗热震性能较低.增大尖晶石细粉的加入量为12％(w)时,试样显微结构呈现出良好的网络交织状,抗热震性提高.但尖晶石细粉加入量增大为17％(w)时,基质中较少Al2O3量,向尖晶石固溶量大大减少,试样结构疏松,网状交织结构消失,抗热震性开始下降.

关键词：不定形耐火材料刚玉-尖晶石质浇注料尖晶石显微结构抗热震性能

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