炉外精炼用无铬材料的研究

论文摘要

本文综述了低碳镁碳材料的组成、结构,影响低碳镁碳砖性能的因素以及低碳镁碳砖研究动态和目前存在的主要问题,以镁砂、石墨为主要原料,金属铝粉为抗氧化剂,系统地研究了石墨含量(质量分数分别为1%、3%、5%、7%、9%)、金属抗氧化剂(铝粉和镁铝合金)以及添加剂对低碳镁碳材料常温、高温性能的影响,并分析了低碳镁碳砖的抗熔渣侵蚀性能、炭素原料对低碳镁碳耐火材料抗热震性,结论如下:(1)低碳镁碳材料中随着石墨含量的增加,试样的常温耐压强度、常温抗折强度、体积密度等均降低。从显气孔率和体积密度上分析,石墨加入量为5%的试样出现了拐点,与3%相比略有提高,石墨含量高于5%时,其烘后和热处理后试样的显气孔率均大幅度增加,显著降低镁碳材料抗熔渣侵蚀性能。(2)金属铝粉的添加对提高低碳镁碳材料的抗氧化性能有利。但是,添加过多的金属铝粉会导致试样出现粉化、胀裂现象,在低碳镁碳材料中添加3%的金属铝粉是比较合适的。添加镁铝合金粉有利于增强低碳镁碳材料的抗氧化性能,而且,单独添加的效果更明显,比同量加入金属铝粉的试样的抗氧化性能还要好。在混合加入时,镁铝合金粉加入量为0.5%时,低碳镁碳材料抗氧化性能最好。(3)随着碳化硅加入量的增大,空气气氛中热处理后和埋炭热处理后试样的显气孔率变大,体积密度降低,碳化硅加入量超过3%时,显气孔率急剧增大,体积密度降低速度加快,合适的碳化硅加入量为3%。(4)研制的低碳镁碳砖具有较好的抗熔渣侵蚀性能,抗侵蚀能力与高碳镁碳砖相接近,这是由于低碳镁碳砖在熔渣界面生成了致密的氧化镁保护层,阻塞了熔渣侵蚀的通道。(5)炭微球的加入量为1%、超细石墨的加入量为3%、Carbores的外加量为0.5%时均能提高低碳镁碳耐火材料的抗热震性;复合加入1%炭微球和0.5%Carbores,3%超细石墨和0.5%Carbores的试样,其抗热震性明显好于只采用普通石墨的试样。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 低碳镁碳砖组成概况
• 1.1.1 镁砂
• 1.1.2 石墨
• 1.1.3 有机结合剂
• 1.1.4 镁碳砖中抗氧化剂的种类和作用
• 1.2 低碳镁碳砖性能的分析
• 1.2.1 低碳镁碳砖的导热性能
• 1.2.2 低碳镁碳砖的抗热剥落性能
• 1.2.3 低碳镁碳砖的抗氧化性能
• 1.2.4 低碳镁碳砖的抗渣侵蚀性能
• 1.3 低碳镁碳砖的研究进展
• 1.3.1 炭素结合剂的研究及对低碳镁碳砖的性能影响
• 1.3.2 炭素原料的研究及对低碳镁碳砖的性能影响
• 1.4 发展低碳镁碳耐火材料应注意的问题
• 第二章 石墨含量对低碳镁碳耐火材料性能的影响
• 2.1 实验原料和实验方法
• 2.2 试样制备
• 2.3 试样性能测试方法
• 2.4 实验结果与讨论
• 2.4.1 线变化率与石墨加入量的关系
• 2.4.2 质量损失率与石墨加入量的关系
• 2.4.3 显气孔率与石墨加入量的关系
• 2.4.4 体积密度与石墨加入量的关系
• 2.4.5 耐压强度与石墨加入量的关系
• 2.4.6 常温抗折强度与石墨加入量的关系
• 2.4.7 石墨加入量对试样高温抗折强度的影响
• 2.5 小结
• 第三章 金属抗氧化剂对低碳镁碳耐火材料性能的影响
• 3.1 金属铝粉对低碳镁碳材料抗氧化性能的影响
• 3.1.1 实验原料和实验方法
• 3.1.2 试样制备
• 3.1.3 试样性能测试方法
• 3.1.4 实验结果与讨论
• 3.2 镁/铝合金粉对低碳镁碳材料抗氧化性能的影响
• 3.2.1 实验原料和实验方法
• 3.2.2 试样制备
• 3.2.3 试样性能测试方法
• 3.2.4 实验结果与讨论
• 3.3 小结
• 第四章 添加剂的影响
• 4.1 实验原料和实验方法
• 4.2 试样制备
• 4.3 试样性能测试方法
• 4.4 实验结果与讨论
• 4.4.1 线变化率与碳化硅加入量的关系
• 4.4.2 质量变化率与碳化硅加入量的关系
• 4.4.3 显气孔率与碳化硅加入量的关系
• 4.4.4 耐压强度与碳化硅加入量的关系
• 4.4.5 小结
• 第五章 低碳镁碳材料的抗渣侵蚀性
• 第六章 炭素原料对低碳镁碳耐火材料抗热震性的研究
• 6.1 实验
• 6.1.1 原料
• 6.1.2 实验方法
• 6.1.3 性能检测
• 6.2 结果与讨论
• 6.2.1 炭素原料对低碳镁碳耐火材料性能的影响
• 6.2.2 显微结构分析
• 6.3 小结
• 第七章 结论
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢