论文部分内容阅读
为了向洁净钢冶炼提供一种无碳的精炼钢包用高级耐火材料,本文系统地开展了钢包用Al<,2>O<,3>-MgO(尖晶石)-Sialon复合耐火材料的制备工艺、组成、结构及性能方面的研究工作.深入研究了采用高铝粉煤灰碳热还原制备Sialon以及用Sialon制备Al<,2>O<,3>-MgO(尖晶石).Sialon复合耐火材料的理论基础、工艺技术条件以及对材料的物理性能、抗氧化性能、抗渣侵蚀的优化作用.
以热力学为理论根据实验研究Al<,2>O<,3>-MgO(尖晶石)-Sialon复合耐火材料和探讨Sialon的优化作用机理.结果表明:原料中大颗粒(8～3mm):中颗粒(3～0mm)为65:35时,试样具有高的体积密度和耐压强度.Al<,2>o<,3>.-MgO(尖晶石)-Sialon复合耐火材料在埋粉(埋粉材料为C:Sialon=4:1)条件下1600℃保温3小时时试样可获得很好的烧结,试样烧结后的物相为刚玉、方镁石、尖晶石和Sialon为主的四相共存.
结合Al<,2>O<,3>-MgO(尖晶石).Sialon复合耐火材料氧化动力学研究结果,研究得到Al、Si作为复合抗氧化剂对A1203-MgO(尖晶石).Sialon复合耐火材料抗氧化性能起到很好的优化作用,添加Al、Si作为复合抗氧化剂(Al:Si=1:1)的最佳加入量为2﹪～2.5﹪. 选用电熔致密刚玉、高纯尖晶石、氧化镁细粉、氧化铝细粉和Sialon细粉,研制了优势互补的钢包用Al<,2>O<,3>-MgO(尖晶石).Sialon复合耐火材料.实验结果表明:该复合材料体系中Sialon加入量达到10﹪时试样表现了最好的抗渣侵蚀和抗热震性能.其作用机理是Sialon在高温下氧化形成M<,2>S和MA(尖晶石)等氧化产物形成保护膜阻止O<,2>深入材料进行氧化,提高了材料的强度和抗热震的能力；其二为在氧化产物产生的同时伴随有体积膨胀,堵塞气孔,使得材料表面形成致密的保护层起到抗氧化和抗渣渗透的作用.研究中发现Al<,2>O<,3>-MgO(尖晶石).Sialon复合耐火材料具有"自修复"和"原位烧结"的性能.氧化产物与基质组元形成较低液相线温度的体系促进烧结,在烧结过程和高温使用过程中复合抗氧化剂先熔化形成液相烧结,在提高其抗氧化性能的同时也能够使材料的力学性能得以提高.
为验证本文所研究的Al<,2>O<,3>-MgO(尖晶石)-Sialon复合耐火材料的性能和使用效果,研究工作进行对比使用实验,结果表明在同等条件下Al<,2>O<,3>-MgO(尖晶石)-Sialon复合耐火材料比Al<,2>O<,3>-MgO-尖晶石耐火材料具有更优的使用性能和更长的使用寿命.