袁林,陈雪峰,刘锡俊

2016, (3): 161-164. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2016.03.001

围绕第二代新型干法水泥工艺要求耐火材料具有节能降耗、绿色环保、长寿高效的功能和特点,介绍了与之相适应的低导热多层复合莫来石砖、镁铁尖晶石砖、预制件、浇注料、火泥等耐火材料的性能及其在第二代新型干法水泥工艺的配置技术。

黄骏1),王兴东1),邓承继2)

2016, (3): 165-169. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2016.03.002

为了解决目前通过GB/T 5990-2006测定耐火材料热导率时存在的成本高、周期长、试样制作困难等问题,基于微观结构特征和数值分析技术,提出了一种耐火材料热导率推演方法,并运用该方法推演了高铝砖的热导率。结果表明,数值推演结果与理论计算结果相吻合。推演方法实现了对耐火材料热导率的预测,解决了试验方法测定热导率存在的问题,克服了多孔材料气孔率与其热导率的理论计算公式适用范围有限且不精确的缺点,提供了对热导率推演和设计的高效方法。

Si-SiC复合粉添加量对低碳镁碳耐火材料性能的影响

曹亚平,鄢文,李楠

2016, (3): 170-173. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2016.03.003

摘要 ( ) PDF (1105KB)( )

为了综合利用在太阳能硅晶板生产过程中产生的大量工业废弃料Si-SiC复合粉,将其作为添加剂引入到镁碳砖中,研究了Si-SiC复合粉加入量（加入质量分数分别为0、1%、2%和3%）对低碳镁碳耐火材料性能的影响。结果表明,废弃Si-SiC复合粉可以提高低碳镁碳砖的抗氧化性与热处理后试样的常温力学性能。随Si-SiC复合粉添加量的提高,镁碳砖的抗氧化性提高。当添加量为2%（w）时,固化后试样及经1 600 ℃埋碳热处理后试样的力学性能最佳。综合考虑低碳镁碳砖的各项性能,Si-SiC复合粉的合适加入量为2%（w）。采用废弃Si-SiC复合粉作为低碳镁碳耐火材料的抗氧化剂可有效降低生产成本。

烧成温度对稳定性镁白云石材料性能的影响

孟维,马成良,钟香崇

2016, (3): 174-176. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2016.03.004

摘要 ( ) PDF (1358KB)( )

为了制备水泥回转窑用烧成稳定性镁白云石材料,以w(MgO)=46.6%、w(CaO)=35.0%的稳定性镁白云石合成料为原料,以纸浆废液为结合剂,经配料、混练、成型、干燥后,分别在1 450、1 500、1 550和1 600 ℃保温3 h,制成烧成稳定性镁白云石材料,研究了烧成温度对烧成稳定性镁白云石材料性能的影响。结果表明：随着烧成温度由1 450 ℃提高至1 600 ℃,烧后试样的线收缩率、致密度、常温耐压强度和常温抗折强度均逐渐增大。但高温抗折强度以1 550 ℃烧后试样的为最大,挂窑皮性能则以1 500 ℃烧后试样的为最好。在高温下,水泥熟料中的CaO扩散进入试样中,与试样中的C₂S反应生成C₃S。制备稳定性镁白云石原料过程中加入的稳定剂磷酸钙有利于界面层中的C₂S以稳定的β相存在,避免了因C₂S晶型转化造成的窑皮层开裂和粉化。

煅烧温度对工业氧化铝相变及活性的影响

付雪冰,李志坚,李心慰,栾旭

2016, (3): 177-180. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2016.03.005

摘要 ( ) PDF (2151KB)( )

为了探究煅烧温度对工业氧化铝相变及活性的影响,将工业氧化铝分别在600、1 000、1 050、1 100、1 150、1 200和1 300 ℃保温2 h煅烧后,采用XRD和SEM分析物相组成和显微结构,并用激光粒度分析仪测定粒度和比表面积。结果表明：在600 ℃煅烧时,工业氧化铝中的γ-Al₂O₃逐渐转化为η-Al₂O₃和θ-Al₂O₃；在1 000~1 150 ℃煅烧时,η-Al₂O₃和θ-Al₂O₃逐渐转化为α-Al₂O₃,α-Al₂O₃衍射峰逐渐增强,晶粒尺寸缓慢增大；1 200 ℃煅烧时,工业氧化铝颗粒表面裂纹最多,细磨后的粒度最小,活性最高。

高温下金属铝复合氧化镁系耐火材料的相变化

孙洋,陈树江,田琳,李国华

2016, (3): 181-184. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2016.03.006

摘要 ( ) PDF (1841KB)( )

为研究高温下金属铝对氧化镁系耐火材料的影响,以电熔镁砂细粉（≤74 μm）和金属铝粉（≤74 μm）为原料,热固性树脂为结合剂,研究了不同温度热处理后（660、1 150、1 350和1 550 ℃）材料的相组成及显微形貌。结果表明：1 150 ℃时开始反应生成镁铝尖晶石；温度升至1 350 ℃时镁铝尖晶石生成量增多,试样更加致密；温度达到1 550 ℃时氧化镁大量流失,导致试样致密度大幅度下降。体系中除了生成镁铝尖晶石作为结合相外,还生成了少量氧氮化物纤维和颗粒,这些纤维和颗粒作为增强相能够进一步提升材料的力学性能。

PCS原位热解法低温制备自结合碳化硅材料的研究

郭鹏,王刚,袁波,韩建燊

2016, (3): 185-188. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2016.03.007

摘要 ( ) PDF (1354KB)( )

为了在较低温度下制备性能较好的自结合碳化硅材料,在黑碳化硅的基础配料中引入聚碳硅烷（PCS）,以二乙烯基苯（DVB）作溶剂和交联剂,经混练、成型、烘干后,于1 450 ℃保温5 h热处理,制备由聚碳硅烷原位热解产生的SiC结合的碳化硅材料,主要研究了PCS加入量（分别为黑碳化硅质量的3%、5%和7%）和热处理气氛（分别为N2气氛和埋炭气氛）对碳化硅材料体积密度、显气孔率、常温耐压强度、常温抗折强度、高温抗折强度、抗热震性、物相组成和显微结构的影响。结果表明：1)随着PCS加入量的增加,热处理后碳化硅试样的致密度、常温强度、高温强度和烧后线收缩率均增大。2)在PCS 加入量相同时,在两种气氛中热处理制备的碳化硅试样的致密度差别很小,但在N₂气氛中热处理制备的碳化硅试样的常温抗折强度、常温耐压强度和高温抗折强度均比在埋炭气氛中制备的小。3)在N₂气氛中热处理制备的碳化硅试样中含有少量Si₂N₂O,而在埋炭气氛中制备的碳化硅试样由β-SiC和α-SiC组成；在两种气氛中热处理制备的碳化硅试样中都生成了纤维状物质,但在埋炭气氛中制备的碳化硅试样的纤维状物质更多,长径比更大。

尖晶石组成和含量对RH浸渍管用方镁石-尖晶石质耐火材料性能的影响

李静捷1),赵惠忠1),王立锋1),崔江涛2),慕松林2),吕永峰2)

2016, (3): 189-194. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2016.03.008

摘要 ( ) PDF (2252KB)( )

为了研究不同尖晶石组成和含量对RH浸渍管用方镁石-尖晶石质耐火材料性能的影响,以高纯烧结镁砂、电熔镁砂、三种预合成烧结镁铝尖晶石（Al₂O₃的质量分数分别为50%、66%和78%）为原料制备了方镁石-尖晶石耐火材料试样。研究表明：1)加入尖晶石会降低试样的力学性能和热膨胀系数,但可显著提高试样的抗热震性；2)由于原位生成尖晶石的影响,当加入富铝尖晶石时试样的力学性能和热膨胀系数下降,抗热震性提高；3)加入的尖晶石种类和含量不同,试样的断裂机制有所不同,随着尖晶石加入量的增加以及由富镁尖晶石转变为富铝尖晶石,试样由穿晶断裂转变为沿晶断裂。综合考虑,选择富镁尖晶石且尖晶石加入量（w）为16%~18%时,试样的综合性能较优。

SiO2微粉加入量对钛铝酸钙烧结性能的影响

王立锋1）,赵惠忠1）,冯立2）,李静捷1）,张寒1）

2016, (3): 195-198. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2016.03.009

摘要 ( ) PDF (2628KB)( )

为充分利用铝热还原制备钛铁合金过程中产生的副产品钛铝酸钙,并改进其烧结性能,以d₅₀=35 μm 钛铝酸钙及d₅₀=1.37 μm的SiO₂微粉为主要原料,干压成型后在1 450、1 500、1 550和1 600 ℃保温180 min热处理后制备了钛铝酸钙试样,研究了SiO2微粉加入量（w）分别为0、0.3%、0.6%、0.9%和1.2%时对试样的线收缩率、体积密度、显气孔率以及显微结构的影响。结果表明：加入0.9%（w）SiO₂微粉时,试样线收缩率较大,体积密度达到最大值3.25 g·cm^-3,显微结构致密,且加入SiO₂能够促进钛铝酸钙晶粒生长；随着温度的升高,试样的线收缩率以及体积密度逐渐增大,且晶粒不断变大,在1 550 ℃保温180 min时,钛铝酸钙晶粒间排列较为紧密。

TiO2、ZrO2加入量和煅烧温度对MgO-CaO系材料物相的影响

秦露露,张凯,郭睿,孙洪巍

2016, (3): 199-203. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2016.03.010

摘要 ( ) PDF (2459KB)( )

以粒度≤0.045 mm、w(CaO)=57.17%、w(MgO)=41.66%的轻烧白云石为主要原料,添加粒度≤0.018 mm的二氧化钛粉和二氧化锆粉,研究了TiO₂和ZrO₂加入量和煅烧温度对MgO-CaO系材料物相的影响。结果表明：轻烧白云石中加入添加剂后,对镁钙系耐火材料的物相产生了影响, TiO₂和ZrO₂均可以与材料中的CaO反应生成新物相,单独添加TiO₂生成新物相CaTiO₃；单独添加ZrO₂生成新物相CaZrO₃；复合添加TiO₂和ZrO₂生成新物相CaTiO₃ 和CaZrO₃；另外,温度对试样的物相组成没有影响,即在添加剂相同的试样中提高煅烧温度没有出现新的物相,但物相的形貌发生了显著的变化。

熔盐介质和合成温度对镁热还原法合成h-BN粉体的影响

向涛

2016, (3): 204-207. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2016.03.011

摘要 ( ) PDF (1805KB)( )

为了在较低温度和较短时间内合成h-BN粉体,以硼砂和镁粉为原料,以n（NaCl）:n（MgCl₂）分别为13、11和31的3种NaCl-MgCl₂和n（KCl）n（MgCl₂）为11的KCl- MgCl₂为熔盐介质,在氮气气氛中分别于800、1 000和1 200 ℃保温3 h,采用镁热还原法合成h-BN,经5%（w）的盐酸溶液浸泡、抽滤、洗涤、干燥、研磨后得到产物粉体,并进行XRD和SEM分析,研究了不同种类和配比的熔盐介质及合成温度对合成产物的物相组成和显微结构的影响。结果表明：1）在本试验的不同熔盐介质和不同温度下合成的产物粉体均由纯相h-BN组成,但h-BN的结晶度随合成温度的升高而逐渐提高：在NaCl- MgCl₂熔盐介质中于1 000 ℃制备的产物中有片状h-BN,在1 200 ℃出现层叠层片状h-BN,而在KCl- MgCl₂熔盐介质中于1 200 ℃才有片状h-BN。2）在NaCl- MgCl₂熔盐中通过镁热还原法合成h-BN粉体,不仅克服了其他方法合成温度高的缺陷,同时还有效地控制了h-BN晶粒的尺寸和形貌。

钛酸钙加入量对MgO-CaO材料性能的影响

韩明洁,张玲,杨健,高阳,刘文凯

2016, (3): 208-211. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2016.03.012

摘要 ( ) PDF (2710KB)( )

为了提高MgO-CaO砖在AOD炉中的使用寿命,以w(CaO)=20%的镁钙砂颗粒（粒度8~5、5~2、≤2 mm）和细粉（≤0.074 mm）为主要原料,石蜡为结合剂,添加w(CaTiO3)=93%的钛酸钙细粉（≤0.074 mm,质量分数分别为0、2%、4%、6%、8%、10%、12%和14%）,在液压机上以450 MPa压力压制成50 mm×55 mm的圆柱试样,在高温试验电炉中于1 500 ℃保温2 h烧成后,检测试样的显气孔率、体积密度、烧后线变化率、抗热震性能和抗渣性能。结果表明：随着钛酸钙细粉加入量的增加,试样的致密度、烧后线收缩率、常温耐压强度和抗热震性能等基本上都呈先增大后减小的变化趋势,拐点均在钛酸钙细粉加入量为8%（w）处；抗渣性能以钛酸钙加入质量分数为6%、8%的试样为最好。

添加物对镁钙材料抗水化性能的影响

郭睿,秦露露,张凯,孙洪巍

2016, (3): 212-216. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2016.03.013

摘要 ( ) PDF (1265KB)( )

为了提高烧结镁钙材料的抗水化性,在轻烧白云石粉中分别单一添加α-Al₂O₃粉（质量分数分别为10%、20%、30%、40%、50%）或Fe₂O₃粉（质量分数分别为2%、4%、6%、8%）以及复合添加Fe₂O₃粉+α-Al₂O₃粉（质量分数分别为10%+8%、10%+2%）或Fe₂O₃粉+α-Al₂O₃粉+ZrO₂粉（质量分数分别为1.2%+12%+5%、1.2%+12%+10%）,研究了单一和复合添加α-Al₂O₃、Fe₂O₃和ZrO2对不同温度（1 350~1 600 ℃）保温2 h烧后试样抗水化性能的影响。结果表明：单一添加Fe₂O₃时,随着Fe₂O₃含量的增加,水化质量增加率显著减小,温度的影响并不明显。单一添加α-Al₂O₃时,随着α-Al₂O₃含量的增加,水化质量增加率呈下降的趋势,升高温度,水化质量增加率逐渐下降。复合添加Fe₂O₃＋α-Al₂O₃以及Fe₂O₃+α-Al₂O₃+ZrO₂时,生成的化合物和固溶体一方面减少了游离CaO的数量,另一方面加速了烧结致密化过程,阻碍了水蒸气向颗粒内部的扩散,能更有效地提高镁钙材料的抗水化性能,因此对白云石的抗水化性能优于单一添加物的。

加入陶瓷空心微珠对氧化铝空心球轻质浇注料性能的影响

王玉霞1）,白明迅2）,李宏伟1）,吕进锋3）,李哲2）

2016, (3): 217-218. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2016.03.014

摘要 ( ) PDF (1303KB)( )

为了降低氧化铝空心球轻质浇注料的体积密度并优化其综合性能,在氧化铝空心球轻质浇注料中引入陶瓷空心微珠替代部分高铝矾土粉,研究陶瓷空心微珠加入量（质量分数分别为0、2%、4%、6%和8%）对该浇注料的体积密度、常温强度、热导率、烧后线变化率的影响。结果表明,在氧化铝空心球轻质浇注料中引入陶瓷空心微珠替代部分高铝矾土粉,可以降低氧化铝空心球轻质浇注料的体积密度和热导率,但耐压强度和常温抗折强度也稍有降低。从综合性能来看,氧化铝空心球轻质浇注料中陶瓷空心微珠的最佳加入量为2%~4%（w）。

高铝质钒铁渣的性能研究及其在浇注料中的应用

李晨晨1）,梁永和1）,高红军2）,聂建华1）,徐超1）,宋建义2）,蔡曼菲1）曹杨2）,王凌云1）,张国锬1）,尹玉成1）,张寒1）

2016, (3): 219-222. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2016.03.015

摘要 ( ) PDF (1631KB)( )

为了合理利用钒铁渣,研究了高铝质钒铁渣的基本性能并以钒铁渣为骨料应用于高炉出铁沟Al₂O₃-SiC-C浇注料中,探讨了钒铁渣对该浇注料常温性能和抗渣侵蚀性的影响。结果表明：1）钒铁渣的主要物相为富铝尖晶石、铝酸钙和钙镁铝石,与高铝矾土GL-80原料相比,除MgO和CaO的含量不符之外,其他指标都满足且优于高铝矾土GL-80的,其价格低廉,热膨胀系数较小,可持续开发利用。2）将钒铁渣用于制备高炉出铁沟用Al₂O₃-SiC-C浇注料,对浇注料的体积密度、常温强度影响不大,抗渣侵蚀性有所改善,能满足生产和使用要求。因此,钒铁渣作为矾土的替代物具有一定的可行性。

活性α-Al2O3微粉加入量对红柱石耐火泥浆性能的影响

喻燕,徐勇,沈明科,何波,马铮

2016, (3): 223-224. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2016.03.016

摘要 ( ) PDF (869KB)( )

以红柱石（≤ 0.5 和≤ 0.074 mm）、特级矾土（≤ 0.088 mm）、石英粉、生黏土粉、碳化硅粉为主要原料制备了红柱石砖用红柱石耐火泥浆,研究了活性α-Al₂O₃微粉加入量（w）分别为0、2%、4%、6%时对耐火泥浆粘接时间、粘接强度和荷重软化温度的影响。结果表明：1）活性α-Al₂O₃微粉的加入会延长耐火泥浆的粘接时间,并提高荷重软化温度T_max、T_0.6和T₂；其加入量为4 %（w）时,烘后和1 400 ℃烧后的常温抗折粘接强度达到最大；2）所研制的红柱石耐火泥浆在工业应用中,施工性能和使用性能均满足客户要求。

烧结镁砂添加量对Al2O3-SiC-C砖性能的影响

罗明,喻燕,马铮,王落霞,吴斌,方斌祥

2016, (3): 225-227. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2016.03.017

摘要 ( ) PDF (1033KB)( )

为了提高铁水包用Al₂O₃-SiC-C砖的性能,在以高铝矾土、电熔棕刚玉、鳞片石墨、碳化硅、硅酸盐矿物、抗氧化剂和酚醛树脂等为原料的传统Al₂O₃-SiC-C砖的配方中添加烧结镁砂,研究了烧结镁砂添加量（质量分数分别为0、2%、4%和6%）对Al₂O₃-SiC-C砖的致密度、强度、抗氧化性能和抗渣性能的影响。结果表明：1）随着镁砂添加量的增加,烘干及1 000和1 400 ℃埋炭热处理后试样的致密度变化都不大。烘干后试样的耐压强度变化不大,1 000 ℃埋炭热处理后试样的耐压强度逐渐增大；但1 400 ℃埋炭热处理后试样的耐压强度呈先增大后减小的变化趋势,以添加4%（w）镁砂的为最大。高温抗折强度呈先增大后减小的变化趋势,以添加4%（w）镁砂的为最大。1 000和1 400 ℃埋炭热处理后试样的线变化率逐渐增大。试样的抗氧化性能和抗渣性能均呈先增大后减小的变化趋势,以添加4%（w）镁砂的为最好。2）添加镁砂对Al₂O₃-SiC-C材料性能的影响主要归因于原位尖晶石和含MgO、Al₂O₃、SiO₂的高黏度玻璃相的形成。

低碳镁碳砖用于不锈钢钢包的生产实践

胡兴波,孙兆利,范晓坤

2016, (3): 228-230. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2016.03.018

摘要 ( ) PDF (1369KB)( )

讨论了在不锈钢钢包工作层使用低碳镁碳砖取代富镁白云石不烧砖的可行性,并探讨了钢水的增碳量以及钢包保温性的改善问题,证实低碳镁碳砖配合保温性能更好的永久层材料,可以取代富镁白云石不烧砖用于不锈钢的生产。

浅析管壳式废热锅炉外壁温度理论与实际偏差原因

朱凯1,2) ,黄进3)

2016, (3): 231-232. doi：10.3969/j.issn.1001-1935.2016.03.019

摘要 ( ) PDF (1400KB)( )

分析了管壳式废热锅炉在运行时外壁实测温度与理论计算值存在较大偏差的原因,指出了设备隔热耐磨衬里层的金属锚固钉导热对外壁温度的影响尤为重要。另外,设备外部环境温度的变化,耐火材料本身热导率的偏差,耐火衬里层结构的偏差或施工过程中发生的诸如过度振捣引起的材料热导率偏差等都是不容忽视的因素。

非氧化物多孔陶瓷的研究进展

尹月,马北越,张博文,李世明,于景坤