本文關鍵詞：結合劑、抗氧化劑和微晶石墨對低碳鎂碳磚性能的影響研究

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【摘要】：鎂碳質耐火材料具有耐火度高、抗熱震性強、高溫蠕變小、抗侵蝕性和抗剝落性優(yōu)良等性能,因此被廣泛應用于氧氣轉爐爐襯、電爐爐墻和鋼包渣線等部位。然而由于碳容易被氧化而形成脫碳層,導致材料組織結構疏松,強度降低。在熔渣侵蝕和機械沖刷等作用下,氧化鎂顆粒逐漸被熔蝕、脫落而損毀。針對以上問題,本工作研究了結合劑種類、工業(yè)廢料Si-SiC復合粉體的種類及含量和微晶石墨含量對低碳鎂碳磚性能及顯微結構的影響,期望提高低碳鎂碳耐火材料的抗氧化性,并降低低碳耐火材料的成本。得到主要結論如下:(1)在研究結合劑種類對低碳鎂碳耐火材料性能影響的過程中,發(fā)現,相比于酚醛樹脂結合鎂碳磚,CMC、紙漿廢液、糊精或乙基纖維素結合劑鎂碳磚雖然在不同程度上改善了試樣的抗氧化性,但均會明顯降低試樣的力學性能。而將熱塑性酚醛樹脂與聚乙二醇按質量比為1:1混合后作為結合劑可提高低碳鎂碳磚的抗氧化性能,且不會明顯降低試樣的強度,但試樣經1600℃埋碳熱處理后會出現較嚴重的膨脹變形,這對材料的使用是有害的。(2)在研究Si-SiC復合粉體對低碳鎂碳磚性能及顯微結構的影響過程中,發(fā)現Si含量較高的Si-SiC復合粉體和SiC含量較高的Si-SiC復合粉體既可以提高低碳鎂碳耐火材料的抗氧化性能,還可以不同程度提高材料的力學性能,并影響熱處理后試樣的顯微結構。當Si含量較高的Si-SiC復合粉體的添加量為2wt%時,試樣具有最佳的力學性能,固化后試樣的耐壓強度為9.8MPa,抗折強度可達61.8MPa。當Si含量較高的Si-SiC復合粉體的添加量為3wt%時,試樣的抗氧化性能最佳。綜合考慮添加不同含量的兩種Si-SiC復合粉體試樣的各項性能,添加2wt%Si含量較高的Si-SiC復合粉體的試樣具有較好的性能。(3)對比Si含量較高的Si-SiC復合粉體、單質Si和SiC對低碳鎂碳磚(添加量均為2wt%)性能的影響可知,添加Si含量較高的Si-SiC復合粉體試樣的抗氧化能力和經不同溫度熱處理后的力學性能均為最佳。(4)采用微晶石墨取代鱗片石墨(1000目)制備低碳鎂碳耐火材料(碳含量固定為4wt%),并研究微晶石墨含量對材料性能的影響,發(fā)現,隨微晶石墨添加量增加到4wt%試樣的抗氧化性能逐步改善,此外,固化后試樣的顯氣孔率由18.9%降低到14.6%,經1600℃熱處理后試樣的顯氣孔率由20.2%降低到16.0%。而試樣的力學性能雖然有不同程度的改善,但并沒有一定的規(guī)律。
【學位授予單位】：武漢科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ175.1

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