梁峰1）,薛正良1）,赵雷1）,方伟1）,叶林峰1）,雷中兴2）

2014, (6): 401-405. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2014.06.001

以粒度为3~1和≤1 mm的板状刚玉为骨料,板状刚玉细粉、α-Al₂O₃微粉和Si粉为细粉,分别添加质量分数为3%的六方氮化硼、3%和10%的鳞片石墨制备了Al₂O₃-BN和低碳、高碳Al₂O₃-C三种试样,并对比了其常温物理性能、高温强度、抗氧化性、抗热震性和抗渣侵蚀性。结果表明：1)Al₂O₃-BN耐火材料的常温、高温物理性能与低碳铝碳材料相差不大,并优于传统高碳铝碳材料；2)Al₂O₃-BN耐火材料具有比碳复合耐火材料更好的抗热震性和抗氧化性,抗渣性与低碳铝碳材料的相当；3)考虑到材料的整体性能,六方氮化硼可以替代石墨作为原料,用于制备综合性能优异的氧化铝质复合耐火材料。

高铝纤维复合SiO2质纳米微孔隔热材料研究

孙小飞,王刚,袁波

2014, (6): 406-408. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2014.06.002

摘要 ( ) PDF (1212KB)( )

为了解决SiO₂纳米微孔隔热板成本较高的问题,将硅灰与高铝纤维按高铝纤维占二者总质量的0、5%、10%和15%的配比配料,以酚醛树脂为结合剂,分别加入占硅灰和高铝纤维总质量0和0.5%的遮光剂氧化锌制成试样,检测试样的高温体积稳定性和热导率（平板法）,并利用多功能模拟设备研究不同厚度试样的隔热性能。结果表明：1）随着高铝纤维加入量的增加,试样的线收缩率减小,但热导率变化不大；2）加入氧化锌遮光剂能显著降低试样的热导率；3）高铝纤维质量分数为15%（w）的含氧化锌遮光剂的试样,在1 000 ℃模拟试验2 h后其冷面温度几乎不再升高,厚度最薄（2 cm）的试样的冷面温度也未超过180 ℃。

SiO2微粉对水泥结合刚玉质浇注料中低温化学键变化的影响

王青峰1,2),叶国田1),李坤鹏1),宋秀娟1),杨晓1)

2014, (6): 409-413. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2014.06.003

摘要 ( ) PDF (1145KB)( )

以电熔棕刚玉（8~5、5~3、3~1 mm）和电熔白刚玉（≤1、≤0.045 mm）为主要原料,添加α-Al₂O₃微粉和SiO₂微粉制备铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料,研究了经110、800和1 000 ℃热处理后含5%(w)SiO₂微粉和不含SiO₂微粉浇注料基质中化学键变化与浇注料强度的关系。采用XPS和FTIR研究SiO₂微粉与水泥水化产物经110 ℃烘干和800 ℃热处理后的化学键变化。结果表明, 经110和800 ℃热处理后,SiO₂微粉和水泥水化物之间形成了Si-O-Al结合键。因此,在110~800 ℃,含SiO₂微粉的铝酸钙水泥结合浇注料的强度较高的原因是SiO2微粉与水泥水化物之间形成了Si-O-Al化学键。

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

2014, (6): 414-416. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2014.06.004

摘要 ( ) PDF (924KB)( )

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。

烧成制度对AlN陶瓷性能及显微结构的影响

姚义俊,万韬瑜,刘斌,张乐彬,李军

2014, (6): 417-420. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2014.06.005

摘要 ( ) PDF (1208KB)( )

为了制备结构致密的AlN陶瓷,在AlN粉末中加入2％(w)的Y₂O₃,经细磨、造粒、成型烘干后,在热压炉内于氮气气氛中1 800～1 950 ℃分别保温1～4 h无压烧结制得AlN陶瓷,并研究了烧成温度和保温时间对AlN陶瓷致密度、导热性及显微结构的影响。结果表明：随着烧成温度的提高和保温时间的延长,添加Y₂O₃的AlN陶瓷的晶粒趋于均匀,显气孔率下降,致密化程度提高；当烧成温度为1 850 ℃,保温时间达到2 h时,AlN陶瓷的相对密度达到99.8%,热导率达到94.8 W·(m·K)^-1。

微波辅助溶液燃烧法制备MgAl2O4粉体

王朔1),余俊1,2),赵惠忠1,2),李超1),王斌斌1),段连威1)

2014, (6): 421-423. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2014.06.006

摘要 ( ) PDF (1353KB)( )

将硝酸镁、硝酸铝、尿素按物质的量比为126.66制得透明混合前驱液,用低温燃烧技术与微波加热技术相结合的方法制备了高纯度、低团聚的镁铝尖晶石（MgAl₂O₄）粉体。研究了燃烧反应过程中,微波输出功率（200、400、600、700 W）对MgAl₂O₄粉体晶体结构、形貌及比表面积的影响。结果表明：微波高效加热方式导致燃烧反应瞬间产生大量气体,促进了MgAl₂O₄超细颗粒的形成。同时,随着微波输出功率的增加,尿素氧化加速,利于MgAl₂O₄晶粒的生长发育。在微波功率700 W,微波时间2 min的条件下,可制备结晶完整,粒度分布均匀（平均晶粒尺寸为56.03 nm）的MgAl₂O₄ 粉体。

电磁场环境下碳含量对MgO-C砖抗高碱度渣侵蚀性能的影响

王堂玺1),李享成2),平振丰3）

2014, (6): 424-427. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2014.06.007

摘要 ( ) PDF (1470KB)( )

为了探索MgO-C砖在电磁搅拌、电弧炉和感应炉等电磁场环境下使用时的抗渣侵蚀性,采用w(C)分别为6%、14%的MgO-C砖和m(CaO)/m(SiO₂)=3.5的炉渣在中频感应炉中进行抗熔渣侵蚀试验,并对渣蚀后试样进行了XRD和SEM、EDAX分析。结果表明：在电磁场环境下,w(C)=6%的镁碳砖渣蚀后低熔点相为镁黄长石,w(C)=14%的镁碳砖渣蚀后低熔点相为黄长石。镁碳砖渣蚀过程中,w(C)=6%的镁碳砖中镁砂未完全形成镁铁（锰）固溶体或镁铁尖晶石即剥落于熔渣中；而w(C)=14%的镁碳砖中镁砂形成镁铁（锰）固溶体或镁铁尖晶石后剥落于熔渣中；在渣蚀后镁碳砖过渡层中,电磁场促进了Al₂O₃、MnO、FeO、Fe₂O₃的渗透,生成镁铁（锰）固溶体、镁铁尖晶石、镁铝尖晶石或金属单质,w(C)=14%的镁碳砖渗透较弱,生成的固溶体或尖晶石较少,易剥落于熔渣中。

不同材质钢包内衬烘烤过程中温度场的数值模拟

李和祯1）,郑丽君1）,罗旭东1）,刘峰2）,刘为3）

2014, (6): 428-431. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2014.06.008

摘要 ( ) PDF (1256KB)( )

板状刚玉粒度和加入量对高铁镁砂-烧结刚玉复合材料性能的影响

林鑫1）,李勇1）,李燕京1,2）,张军杰2）,高长贺3）,张积礼3）

2014, (6): 432-435. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2014.06.009

摘要 ( ) PDF (1301KB)( )

以粒度为3~1、≤1、≤0.088 mm的高铁镁砂,≤0.088 mm的高纯镁砂为主要原料,分别研究了不同加入量（质量分数分别为3%、6%、9%、12%、15%）和不同粒度（3~2、2~1、≤1 mm）的烧结板状刚玉对试样性能的影响,并分析其物相组成和显微结构。结果表明：当烧结板状刚玉细粉加入量为6％(w)时,试样的显气孔率16％,体积密度2.99 g·cm^-3,常温耐压强度80.9 MPa,荷重软化温度1 609 ℃,抗热震性达到20次,综合性能最好；改变加入刚玉的粒度,可以控制刚玉反应速度,同时影响高铁镁砂中Fe的扩散；铁在方镁石中固溶度大,高铁镁砂的引入可以起到方镁石改性的作用；由于铁氧化物的存在,高铁镁砂-刚玉体系在高温下易于促进镁铝尖晶石和铁铝尖晶石固溶体的形成。

掺铬铁渣的铝镁系浇注料的制备与性能研究

张韶华1）,刘来宝1）,谭克锋1）,张登科2）,唐凯靖1）

2014, (6): 436-438. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2014.06.010

摘要 ( ) PDF (1638KB)( )

为了综合利用生产高碳铬铁合金时产生的铬铁废渣,采用50%（w）的电熔镁砂颗粒、41%（w）的电熔镁砂粉+铬铁渣粉、5%（w）的高铝水泥、4%（w）的硅微粉制备了掺加铬铁渣的铝镁系浇注料,并研究了掺加不同量铬铁渣粉（镁砂粉与铬铁渣粉的质量比分别为010、110、210和310）的该浇注料经1 200 ℃ 3 h烧后的线变化率、体积密度、显气孔率、常温抗折强度、常温耐压强度、抗热震性和抗渣性。结果表明：掺加41%（w）铬铁渣的铝镁系浇注料经1 200 ℃ 3 h烧后的综合性能最佳,其常温耐压强度可达55 MPa,抗热震性和抗渣性良好。

镁铝尖晶石原料组成对尖晶石隔热材料性能的影响

冯志源,石干,张伟

2014, (6): 439-442. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2014.06.011

摘要 ( ) PDF (1467KB)( )

分别以Al₂O₃、MgO质量比为2.554、3.644和5.823的镁铝尖晶石粉71MA、78MA和85MA为主要原料,以聚合氯化铝和镁砂为凝胶体系,采用发泡法制备了尖晶石隔热材料,并研究了料浆性能及尖晶石隔热材料的性能和显微结构。结果表明：用上述3种粉制成的料浆71MA的黏度随时间的延长而增大,料浆78MA和85MA的黏度随时间的延长而减小;随着尖晶石原料中Al₂O₃含量的提高,1 700 ℃烧后试样的显气孔率逐渐增大,体积密度、常温耐压强度和常温抗折强度逐渐减小,烧后线收缩率逐渐减小,烧后试样中的气孔形状变得不完整,孔壁结构逐渐疏松；综合考虑料浆性能和烧后试样的性能,富铝适度（Al₂O₃质量分数76%~80%）的尖晶石原料较适宜采用本工艺来制备尖晶石隔热材料。

ZrB2-SiC复合陶瓷发热体的电性能与发热体表面温度之间关系的研究

周森安1）,郭进武2）,张森3）,邵军1）,李军波2）

2014, (6): 443-445. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2014.06.012

摘要 ( ) PDF (1046KB)( )

按照ZrB₂和SiC的质量比为7525配料,混料、烘干、热压烧结后,经线切割加工成ZrB₂-SiC复合陶瓷直型发热体,研究了发热体的物相组成、微观形貌及在空气和氩气气氛下发热温度随电流电压的变化规律。结果表明, ZrB₂-SiC复合陶瓷由均匀分布在ZrB₂基体晶界处的SiC颗粒和尺寸小于10 μm的等轴状基体ZrB₂颗粒组成；在空气和氩气气氛下,ZrB₂-SiC复合陶瓷发热体的温度均随电流、电压及加热时间的延长呈稳步增大趋势,同时空气气氛下发热体的电阻随温度升高而增大,并呈现线性变化；在空气和氩气气氛下,ZrB₂-SiC复合陶瓷发热体表面温度分别达到1 800和2 200 ℃。同时,与铬酸镧和氧化锆发热体相比,其电压、电阻变化较小,电流较大。

添加TiO2、ZrO2对烧结铝铬渣材料性能的影响

刘为1),王秀芳2）,郑丽君3）,曹杨4）

2014, (6): 446-448. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2014.06.013

摘要 ( ) PDF (1293KB)( )

为了进一步提高酸洗后铝铬渣烧结块的性能尤其是其抗热震性,取粒度≤0.045 mm的铝铬渣,在浓盐酸中煮沸20 min后,过滤,洗净,干燥,制成酸洗铝铬渣。在酸洗铝铬渣中分别加入4%（w）的钛白粉、锆英石粉或钛白粉-锆英石粉复合粉（钛白粉与锆英石粉的质量比为11）,经混练、成型、干燥后,在1 500 ℃保温2 h热处理制成烧结铝铬渣试样,然后检测其体积密度、显气孔率、常温耐压强度、常温抗折强度和抗热震性,并分析其显微结构。结果表明：在酸洗铝铬渣中分别添加钛白粉、锆英石粉或复合添加钛白粉-锆英石粉均可提高烧结铝铬渣试样的致密度、常温强度和抗热震性,其中,添加钛白粉-锆英石粉试样的综合性能提高幅度最大。

淀粉燃料对多孔Al2O3-ZrO2(Y2O3)陶瓷性能的影响

唐钰栋,白佳海,郭红,刘安法

2014, (6): 449-451. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2014.06.014

摘要 ( ) PDF (1464KB)( )

为了提高多孔Al₂O₃-ZrO₂(Y₂O₃)陶瓷的强度,以尿素和淀粉为燃料,用低温燃烧法合成活性较高的Al₂O₃-ZrO₂(Y₂O₃)复合粉体,并用此粉体制备了多孔Al₂O₃-ZrO₂(Y₂O₃)陶瓷,研究燃烧前驱体中淀粉的外加量(质量分数分别为0、15%、25%、35%、45%、55%)对多孔陶瓷显气孔率、抗折强度和显微结构的影响。结果表明：与尿素为燃料相比,以尿素和淀粉为燃料能提高复合粉体的烧结活性,有效改善多孔陶瓷的显微结构,提高多孔陶瓷的抗折强度。

镁砂颗粒加入量对高纯铝镁浇注料性能的影响

王义龙1）,王子军1）,马伟平1）,涂军波2）

2014, (6): 452-454. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2014.06.015

摘要 ( ) PDF (1033KB)( )

为了降低刚玉-尖晶石浇注料的原料成本,以粒度8~5 mm的烧结镁砂等量取代刚玉浇注料中8~5 mm的板状刚玉,取代量（w）分别为0、10%、15%、20%、30%,经配料、混练、成型、干燥后,分别在1 000 和1 500 ℃保温3 h热处理,检测干燥及热处理后试样的致密度、常温强度,热处理后试样的线变化率,干燥后试样的高温抗折强度和抗渣性能,并按最佳配方生产钢包座砖预制块进行了现场应用试验。结果表明：1）随着镁砂颗粒加入量的增加,烘干后试样的体积密度减小,显气孔率略有增大,强度变化不大且没有明显的规律；1 000 和1 500 ℃保温3 h热处理后线变化率增大,体积密度减小,显气孔率增大,强度下降,高温抗折强度减小；抗渣侵蚀性和抗渣渗透性变差,但在镁砂颗粒加入量为10%（w）时并未明显下降。2）镁砂颗粒加入量为10%（w）的浇注料在工业应用试验中取得较满意的效果,并且每吨浇注料的原料成本下降约300元。

高可靠性梯度功能耐火材料

田锋,于建宾,刘国齐,杨文刚,魏昌晟

2014, (6): 455-457. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2014.06.016

摘要 ( ) PDF (1167KB)( )

随着精炼和连铸技术的快速发展,要求连铸功能耐火材料透气元件、长水口、整体塞棒、浸入式水口具有高的可靠性和长寿命。与普通功能耐火材料相比,梯度功能耐火材料在材料组成及结构设计方面进行了优化,重点解决了产品的抗热震性和关键部位抗侵蚀性,从而使产品具有高安全可靠性和长使用寿命。

红柱石对COREX炉用锆刚玉砖性能的影响

张积礼1）,马淑龙2,3）,朱凌云1）,马飞2）,王治峰2）,夏文斌2）,张军杰2）

2014, (6): 458-459. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2014.06.017

摘要 ( ) PDF (1203KB)( )

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1 620 ℃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。

太钢4 350 m3高炉硬质压入料的改进与应用

张杰1）,郑期波2）

2014, (6): 460-462. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2014.06.018

摘要 ( ) PDF (1350KB)( )

为延长硬质压入料的使用寿命,将硬质压入料的骨料由莫来石改为亚白刚玉,取消石墨,增加SiC加入量至32%（w）,结合剂加入量减少10%（w）,选用6%~8%（w）的中温增强剂,压入料的强度、耐磨性明显提高。同时,通过提高压入机的工作压力,采用多机施工,可保证每次24 h休风期间顺利完成约400个压入孔150~200 t压入料的压入作业。改进后,在太钢4 350 m3高炉使用,一次压入维修内衬的使用寿命达到3个月以上,基本消除炉皮高温热点,保证高炉的安全顺行。

热风炉管道用Al2O3-SiO2浇注料性能的影响因素

魏发灿

2014, (6): 463-465. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2014.06.019

摘要 ( ) PDF (928KB)( )

为了提高热风炉管道用浇注料的使用寿命,以矾土均化料、红柱石颗粒和细粉、白刚玉细粉、纯铝酸钙水泥、SiO₂微粉、α-Al₂O₃微粉、硅溶胶等为原料制备了热风炉管道用Al₂O₃-SiO₂浇注料,并研究了SiO₂微粉加入量、骨料类型、水泥加入量以及用硅溶胶作结合剂对浇注料性能的影响。结果表明：1）随着SiO₂微粉加入量的增加,热处理后试样的常温抗折强度和常温耐压强度逐步增加,烧后收缩增大,体积密度先增加后降低,综合考虑,SiO₂微粉的适宜加入量为4%(w)；2）以矾土为骨料的试样具有较高的常温强度和较好的体积稳定性,但以红柱石为骨料时的抗热震性更好；3）结合系统含硅溶胶时,加入纯铝酸钙水泥能降低浇注料的烧后线变化,稍微提高常温强度和抗热震性,而加入柠檬酸则降低试样的抗热震性。

钢包座砖的改进对自动开浇率的影响

崔美棠

2014, (6): 466-467. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2014.06.020

摘要 ( ) PDF (1310KB)( )

针对济钢宽厚板厂210 t转炉钢包烧眼率较高的问题,对影响钢包自动开浇率的因素进行了简单分析,并对钢包座砖的外形尺寸进行了改进,改进后可以最大限度地保证引流剂的流动,对提高钢包的自动开浇率和保证钢水质量起到了一定的作用。

GL-88级高铝料的发展状况

石干

2014, (6): 468-470. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2014.06.021

摘要 ( ) PDF (1102KB)( )

简述了GL-88级高铝料的煅烧方法、质量波动和价格变化等。能源结构的变化和降本增效的需要,加之燃气竖窑生产技术的日趋成熟,促使GL-88级高铝料煅烧方式向节能燃气竖窑方向快速发展。铝工业高速发展导致铝矾土生料供不应求,致使十年来GL-88级高铝料价格的快速上涨和质量的波动。

铁铝尖晶石的合成及应用研究进展

张艳利1）,谢朝晖2）,李志刚1）,贾全利3）