添加浮选镁砂颗粒和Al2O3细粉对方镁石-尖晶石砖性能的影响

doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2022.01.002

耐火材料 ›› 2022, Vol. 56 ›› Issue (1): 6-9.DOI: 10.3969/j.issn.1001-1935.2022.01.002

添加浮选镁砂颗粒和Al₂O₃细粉对方镁石-尖晶石砖性能的影响

李燕京¹^,²⁾(), 孙加林¹⁾(), 李勇¹⁾, 康剑³⁾, 马淑龙²⁾, 马飞³⁾, 高长贺²⁾, 张积礼³⁾, 张海波³⁾

1)北京科技大学材料科学与工程学院北京 100083
2)北京金隅通达耐火技术有限公司北京 100041
3)巩义通达中原耐火技术有限公司河南郑州 451200

收稿日期:2021-06-16 出版日期:2022-02-15 发布日期:2022-02-24
通讯作者: 孙加林,男,1956年生,教授,博士生导师。E-mail: ustb_sun@163.com
作者简介:李燕京:女,1972年生,博士研究生,教授级高级工程师。E-mail: liyj@bjtd.com.cn
基金资助:
国家重点研发计划“固废资源化”重点专项项目(2018YFC1901504)

Effect of flotation magnesia particles and Al₂O₃ fines on properties of periclase-spinel bricks

Li Yanjing¹^,²⁾(), Sun Jialin¹⁾(), Li Yong¹⁾, Kang Jian³⁾, Ma Shulong²⁾, Ma Fei³⁾, Gao Changhe²⁾, Zhang Jili³⁾, Zhang Haibo³⁾

1)School of Materials Science and Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China

Received:2021-06-16 Online:2022-02-15 Published:2022-02-24
Contact: Sun Jialin

摘要/Abstract

摘要：

以烧结镁砂、浮选镁砂、电熔镁铝尖晶石和煅烧Al₂O₃细粉为主要原料,以木质素磺酸钙为结合剂,经混练、成型、1 650 ℃烧成制备了方镁石-尖晶石砖,主要研究了以浮选镁砂颗粒替代普通烧结镁砂颗粒以及在此基础上外加不同量煅烧Al₂O₃细粉(质量分数分别为0、3%和5%)对方镁石-尖晶石砖性能的影响。结果表明:1)以浮选镁砂颗粒替代普通烧结镁砂颗粒制备的方镁石-尖晶石砖,显气孔率和常温耐压强度降低,体积密度、抗热震性、高温强度和高温韧性提高。2)在以浮选镁砂颗粒替代普通烧结镁砂颗粒制备的方镁石-尖晶石砖中,随着煅烧Al₂O₃细粉引入量的增多,显气孔率和常温耐压强度降低,体积密度、抗热震性、高温强度和高温韧性提高。

关键词: 浮选镁砂, 氧化铝细粉, 方镁石-尖晶石砖, 抗热震性, 高温韧性

Abstract:

Periclase-spinel bricks were prepared using sintered magnesia,flotation magnesia,fused magnesium aluminate spinel and calcined Al₂O₃ fines as starting materials and calcium lignosulfonate as the binder,mixing,shaping and firing at 1 650 ℃.Flotation magnesia particles were used to replace ordinary sintered magnesia particles and different amounts of calcined Al₂O₃ fines were extra-added (0%,3% and 5%,by mass) to investigate their effects on the properties of periclase-spinel bricks.The results show that:(1)the periclase-spinel bricks prepared with flotation magnesia particles have reduced apparent porosity and cold compressive strength,and enhanced bulk density,thermal shock resistance,hot strength and hot toughness;(2)in the periclase-spinel bricks prepared with flotation magnesia particles,as the calcined Al₂O₃ fines addition increases,the apparent porosity and the cold compressive strength decrease,and the bulk density,the thermal shock resistance,the hot strength and the hot toughness are improved.

Key words: flotation magnesia, alumina fines, periclase-spinel brick, thermal shock resistance, hot toughness

中图分类号:

TQ175

李燕京, 孙加林, 李勇, 康剑, 马淑龙, 马飞, 高长贺, 张积礼, 张海波. 添加浮选镁砂颗粒和Al₂O₃细粉对方镁石-尖晶石砖性能的影响[J]. 耐火材料, 2022, 56(1): 6-9.

Li Yanjing, Sun Jialin, Li Yong, Kang Jian, Ma Shulong, Ma Fei, Gao Changhe, Zhang Jili, Zhang Haibo. Effect of flotation magnesia particles and Al₂O₃ fines on properties of periclase-spinel bricks[J]. Refractories, 2022, 56(1): 6-9.

图/表 9

表1 主要原料的主要理化性能

Table 1 Main chemical composition and physical properties of main starting materials

原料	w/%							显气孔率/%	体积密度/ (g·cm^-3)
原料	SiO₂	Al₂O₃	MgO	Fe₂O₃	CaO	K₂O	Na₂O	显气孔率/%	体积密度/ (g·cm^-3)
电熔镁铝尖晶石颗粒	0.37	65.99	32.28		0.8
烧结镁砂	0.81	0.17	97.23	0.69	1.02			5.6	3.26
浮选镁砂颗粒	0.43		97.63	0.64	0.96	0.02	0.01	2.7	3.37
煅烧Al₂O₃细粉		99.27		0.037			0.15

表2 试验配方

Table 2 Experimental formulations

原料	w/%
原料	M1	M2	M3	M4
电熔镁铝尖晶石颗粒	18	18	18	18
烧结镁砂颗粒	54	0	0	0
烧结镁砂细粉	28	28	25	23
浮选镁砂颗粒	0	54	54	54
煅烧Al₂O₃细粉(外加)	0	0	3	5

图1 烧后试样的显气孔率和体积密度

Fig.1 Apparent porosity and bulk density of fired samples

图2 烧后试样的常温耐压强度

Fig.2 Cold compressive strength of fired samples

图3 烧后试样的抗热震性

Fig.3 Thermal shock resistance of fired samples

图4 热震25次后试样M2、M3和M4的外观照片

Fig.4 Appearance photos of samples M2, M3 and M4 after 25 cycles of thermal shock

图5 烧后试样的载荷-时间曲线

Fig.5 Load-time curves of fired samples

图6 烧后试样M2、M3和M4的XRD图谱

Fig.6 XRD patterns of fired samples M2, M3 and M4

图7 烧后试样M2、M3和M4的SEM照片

Fig.7 SEM images of fired samples M2, M3 and M4

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添加浮选镁砂颗粒和Al₂O₃细粉对方镁石-尖晶石砖性能的影响

Effect of flotation magnesia particles and Al₂O₃ fines on properties of periclase-spinel bricks

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