高炉热风炉用Al2O3-SiO2系低蠕变耐火材料的开发研究

论文摘要

随着炼铁高炉大容积、高风温技术的发展，国内外不仅对热风炉的设计作了很大的改进，如新日铁外燃式热风炉、顶燃式热风炉及应用最多的改造过的内燃式热风炉，而且对耐火材料也提出了新的要求。选用的耐火材料也从一般的粘土砖、高铝砖到高温特性较好的硅砖及低蠕变耐火材料。这是因为大多数热风炉高温区采用普通高铝砖时，其上部格子砖出现了不同程度的侵蚀现象，即“渣化”，从而造成格子砖的孔洞堵塞；然而该高温区格子砖还承受着上部格子砖的荷重，主要产生由于蠕变致使格子砖不均匀下沉而引起格子砖的塌陷；而在热风炉顶部及管道三岔口等部位损坏的主要现象，也是由高温抗蠕变性能不良而造成的掉砖现象及拱顶开裂。总之，根据国内外热风炉砌体的破损调查结果，人们对热风炉用耐火材料越来越注重其抗蠕变性能。本文从热风炉用耐火材料的应用说起，对热风炉用耐火材料的使用环境进行了分析和论述，提出热风炉用耐火材料的使用要求，比较了不同材质的耐火材料。进一步从理论上分析热风炉用Al2O3-SiO2系耐火材料。结合目前的研究现状，提出自己的实验方案，开发研究了热风炉用Al2O3-SiO2系耐火材料。实验研究发现：（1）原料的杂质含量对耐火材料的蠕变率有较大的影响，玻璃相增多，粘度下降，抗蠕变性能降低；（2）牢固的莫来石网络骨架是制备低蠕变耐火材料的关键因素；（3）具有较高纯度的刚玉具有良好的蠕变性能；（4）烧成制度影响耐火材料的蠕变率，以1510℃×4h的烧成制度为宜：（5）氧化气氛适合于Al2O3—SiO2制品的烧结。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 高炉热风炉用耐火材料
• 1.2.1 热风炉的结构和类型
• 1.2.2 热风炉用耐火材料的使用环境
• 1.2.3 热风炉用耐火材料的使用要求
• 1.2.4 热风炉用耐火材料的选材
• 2O₃-SiO₂系耐火材料物理化学基础'>1.3 Al₂O₃-SiO₂系耐火材料物理化学基础
• 2O₃-SiO₂二元系统'>1.3.1 Al₂O₃-SiO₂二元系统
• 2O₃-SiO₂三元系统'>1.3.2 杂质氧化物-Al₂O₃-SiO₂三元系统
• 2O₃-SiO₂系耐火材料的结晶相和玻璃相'>1.3.3 Al₂O₃-SiO₂系耐火材料的结晶相和玻璃相
• 1.4 耐火材料的蠕变
• 1.4.1 蠕变定义
• 1.4.2 蠕变机理
• 1.4.3 耐火材料蠕变
• 1.4.4 影响耐火材料蠕变的因素
• 2O₃-SiO₂系耐火材料高温蠕变性能的研究现状'>1.5 Al₂O₃-SiO₂系耐火材料高温蠕变性能的研究现状
• 2O₃-SiO₂系耐火材料蠕变性能的研究'>1.5.1 Al₂O₃-SiO₂系耐火材料蠕变性能的研究
• 1.5.2 低蠕变耐火材料的研究现状
• 2O₃-SiO₂系耐火材料的发展方向'>1.6 Al₂O₃-SiO₂系耐火材料的发展方向
• 1.7 课题的提出、研究目的和意义
• 第2章 试验过程和研究方法
• 2.1 试验过程
• 2.1.1 原料
• 2.1.2 试验过程
• 2.1.3 试验主要设备
• 2.2 研究方法
• 2.2.1 显气孔率、体积密度
• 2.2.2 常温耐压强度
• 2.2.3 蠕变
• 2.2.4 SEM扫描电镜
• 第3章 试验结果与分析
• 3.1 杂质含量对蠕变性能的影响
• 3.1.1 矾土的杂质含量对蠕变性能的影响
• 3.1.2 焦宝石的杂质含量对蠕变性能的影响
• 3.1.3 分析
• 3.2 莫来石原料对蠕变性能的影响
• 3.2.1 莫来石原料对蠕变性能的影响
• 3.2.2 莫来石—高硅氧玻璃复相材料对蠕变性能的影响
• 3.2.3 电熔莫来石对蠕变性能的影响
• 3.2.4 分析
• 3.3 刚玉原料对蠕变性能的影响
• 3.3.1 刚玉对蠕变性能的影响
• 3.3.2 矾土+刚玉低蠕变砖的研制
• 3.4 烧成温度对蠕变性能的影响
• 3.5 烧成气氛对蠕变性能的影响
• 第4章 结论及建议
• 4.1 结论
• 4.2 建议
• 致谢
• 参考文献