本文關(guān)鍵詞：感應爐用鋁鎂質(zhì)干式搗打料研究

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【摘要】：隨著社會的發(fā)展,人們對冶金、鑄造行業(yè)的要求日漸提高。在冶金、鑄造行業(yè)中,感應爐由于其效率高、靈活、節(jié)能、經(jīng)濟等優(yōu)點而被廣泛采用。目前,相對便宜的爐襯使用壽命不高,而昂貴的進口感應爐襯讓用戶難以長期承受。感應爐面臨的這些困境限制了我國冶金、鑄造行業(yè)的發(fā)展。因此,開發(fā)國產(chǎn)的相對廉價長壽化爐襯勢在必行。論文以不同粒度的電熔白剛玉、α-A1_2O_3微粉、電熔鎂砂等為主要原料,制備了手工搗打鋁鎂質(zhì)干式搗打料。研究表明:(1)根據(jù)Andreason方程進行顆粒緊密堆積實驗,Andreason方程的冪指數(shù)q值為0.25時堆積密度最大,設計的顆粒級配配方合理。(2)適量的鎂砂細粉加入量對試樣性能有利。當加入過量的鎂砂細粉時,試樣的體積密度和耐壓強度下降,線變化率和顯氣孔率上升。在最佳鎂砂細粉加入量的情況下,加入≤1mm鎂砂對試樣性能有不利的影響。在加入量相同的情況下,加入電熔鎂砂試樣性能物理性能較加入其它氧化鎂源的試樣好。(3)添加劑的加入提高了試樣的綜合性能�？紤]到試樣的顯氣孔率、體積密度、耐壓強度、線變化率及高溫下的使用性能,當硼砂加入量為1.5wt%、硅微粉的加入量為2wt%、α-A1_2O_3微粉的加入量為2wt%時,試樣的綜合性能較好。(4)燒成溫度對鋁鎂質(zhì)干式搗打料物理性能影響較大。燒成溫度低于1400℃時,試樣中主要是生成鎂鋁尖晶石的反應,該反應體積膨脹,試樣結(jié)構(gòu)疏松;當燒成溫度高于1400℃時,主要發(fā)生試樣的燒結(jié)作用。(5)當溫度高于1030℃時,α-A1_2O_3優(yōu)先與鎂砂反應生成鎂鋁尖晶石,反應的活化能為185.0KJ/mol,生成鎂鋁尖晶石的反應是由三維擴散控制的,反應的機理函數(shù)為Jander方程,即G(α)=[1-(1-α)1/3]1/2,f(α)=6(1-α)2/3[1-(1-α)1/3]1/2。
【關(guān)鍵詞】：鋁鎂質(zhì)干式搗打料 顯微結(jié)構(gòu) 物理性能 反應動力學
【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】：TK175;TQ175.7
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 文獻綜述10-23
• 1.1 感應爐介紹10-13
• 1.1.1 感應爐的分類10
• 1.1.2 感應爐的工作原理10
• 1.1.3 感應爐的爐襯10-13
• 1.2 感應爐用搗打料13-15
• 1.2.1 感應爐對搗打料耐火材料性能要求13-14
• 1.2.2 搗打料的分類14-15
• 1.2.3 搗打料各組分的作用15
• 1.3 MgAl_2O_4的引入15-19
• 1.3.1 引入MgAl_2O_4的原因15-18
• 1.3.2 MgAl_2O_4的介紹18-19
• 1.4 感應爐爐襯的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀19-20
• 1.5 感應爐爐襯的發(fā)展趨勢20-21
• 1.6 論文研究意義和主要研究內(nèi)容21-23
• 第二章 試驗原料和設備23-26
• 2.1 試驗原料23
• 2.2 試驗設備23-26
• 2.2.1 燒結(jié)設備23-24
• 2.2.2 X射線衍射儀24
• 2.2.3 綜合熱分析儀24
• 2.2.4 掃描電鏡及能譜儀24-25
• 2.2.5 顯氣孔率測定儀25-26
• 第三章 顆粒級配對鋁鎂質(zhì)干式搗打料性能的影響26-33
• 3.1 顆粒級配q值的確定26-27
• 3.2 實驗配方的確定27-28
• 3.3 試樣的制備28
• 3.4 實驗結(jié)果與討論28-32
• 3.4.1 對試樣顯氣孔率和體積密度的影響29-30
• 3.4.2 對試樣耐壓強度和線變化率的影響30-31
• 3.4.3 試樣的顯微結(jié)構(gòu)31-32
• 3.5 本章小結(jié)32-33
• 第四章 不同氧化鎂源及加入量對鋁鎂質(zhì)干式搗打料性能的影響33-46
• 4.1 實驗方案33-34
• 4.2 鎂砂細粉不同加入量的實驗結(jié)果及分析34-39
• 4.2.1 對試樣顯氣孔率和體積密度的影響35-36
• 4.2.2 對試樣線變化率和耐壓強度的影響36-37
• 4.2.3 加入鎂砂細粉試樣的顯微結(jié)構(gòu)37-39
• 4.3 鎂砂中顆粒(≤1mm)不同加入量的實驗結(jié)果及分析39-43
• 4.3.1 對試樣顯氣孔率和體積密度的影響40-41
• 4.3.2 對試樣線變化率和耐壓強度的影響41-42
• 4.3.3 加入中顆粒鎂砂試樣的顯微結(jié)構(gòu)42-43
• 4.4 加入不同氧化鎂源的實驗結(jié)果及分析43-45
• 4.4.1 對試樣顯氣孔率和體積密度的影響43-44
• 4.4.2 對試樣線變化率和耐壓強度的影響44-45
• 4.5 本章小結(jié)45-46
• 第五章 不同添加劑對鋁鎂質(zhì)干式搗打料性能的影響46-61
• 5.1 實驗方案46-47
• 5.2 氧化硼不同加入量的實驗結(jié)果及分析47-51
• 5.2.1 對試樣顯氣孔率和體積密度的影響48-49
• 5.2.2 對試樣線變化率和耐壓強度的影響49-50
• 5.2.3 加入氧化硼試樣的顯微結(jié)構(gòu)50-51
• 5.3 硅微粉不同加入量的實驗結(jié)果及分析51-56
• 5.3.1 對試樣體積密度和顯氣孔率的影響52-53
• 5.3.2 對試樣線變化率和耐壓強度的影響53-54
• 5.3.3 加入硅微粉試樣的顯微結(jié)構(gòu)54-56
• 5.4 α-Al_2O_3微粉不同加入量的實驗結(jié)果及分析56-59
• 5.4.1 對試樣體積密度和顯氣孔率的影響57
• 5.4.2 對試樣線變化率和耐壓強度的影響57-58
• 5.4.3 加入 α-Al_2O_3微粉試樣的顯微結(jié)構(gòu)58-59
• 5.5 本章小結(jié)59-61
• 第六章 不同燒成溫度和保溫時間對鋁鎂質(zhì)干式搗打料性能的影響61-70
• 6.1 實驗方案61
• 6.2 不同燒結(jié)溫度的實驗結(jié)果與分析61-66
• 6.2.1 對試樣體積密度和顯氣孔率的影響63-64
• 6.2.2 對試樣線變化率和耐壓強度的影響64-65
• 6.2.3 燒后試樣的顯微結(jié)構(gòu)65-66
• 6.3 不同保溫時間實驗結(jié)果與分析66-69
• 6.3.1 對試樣體積密度和顯氣孔率的影響68
• 6.3.2 對試樣線變化率和耐壓強度的影響68-69
• 6.4 本章小結(jié)69-70
• 第七章 生成鎂鋁尖晶石的熱力學及動力學研究70-98
• 7.1 生成鎂鋁尖晶石的熱力學評估70-81
• 7.1.1 Φ 函數(shù)法計算標準吉布斯自由能70-71
• 7.1.2 低溫下化學反應的順序71-81
• 7.2 生成鎂鋁尖晶石的動力學過程81-97
• 7.2.1 TG DSC實驗結(jié)果82-83
• 7.2.2 Kissinger法計算化學反應活化能83-86
• 7.2.3 Ozawa法求化學反應活化能86-87
• 7.2.4 化學反應機理函數(shù)的確定87-97
• 7.3 本章小結(jié)97-98
• 第八章 全文結(jié)論98-100
• 致謝100-101
• 參考文獻101-107
• 碩士期間發(fā)表的論文107

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本文編號：719839