本文關(guān)鍵詞：基質(zhì)組成對剛玉-尖晶石澆注料性能的影響

  更多相關(guān)文章： 剛玉-尖晶石澆注料 流變特性 SiO_2微粉 ZrO_2微粉 性能

【摘要】：剛玉-尖晶石澆注料因具有良好的抗渣侵蝕性和抗結(jié)構(gòu)剝落性,目前已成為鋼包內(nèi)襯及透氣系統(tǒng)用耐火材料的主流材質(zhì),其有效提高了鋼包的使用壽命和鋼材質(zhì)量。然而,剛玉-尖晶石澆注料在施工性能和熱震穩(wěn)定性方面仍有待改善,此外該體系澆注料中常常引入SiO_2微粉,但市售SiO_2微粉種類繁多,性能不穩(wěn)定,在實(shí)際應(yīng)用條件下尚需精細(xì)化。為此,本論文首先對基質(zhì)組成中的四種SiO_2微粉(92#、940U、951U、971U)、α-Al_2O_3微粉、ZrO_2微粉及其復(fù)合粉體料漿的流變特性進(jìn)行了研究;隨后研究了SiO_2微粉種類及添加量、ZrO_2微粉加入量及粒度大小對澆注料的常規(guī)物理性能、熱機(jī)械性能和抗渣性能等方面的影響,結(jié)果表明:1)不加減水劑時,SiO_2微粉中中位徑小的細(xì)顆粒越多,懸浮液的黏度越大;粉體中存在一定含量的粗顆粒時,懸浮液易發(fā)生剪切增稠行為。對于各微粉料漿,減水劑FS20的分散效果優(yōu)于無機(jī)電解質(zhì)SHMP、STPP,這與FS20可同時產(chǎn)生空間位阻效應(yīng)和靜電穩(wěn)定機(jī)制有關(guān),此外SHMP對Zr4+的絡(luò)合作用可有效改善ZrO_2微粉漿體的分散性。2)不同種類的SiO_2微粉,其碳含量越高,澆注料流動性越差;堿金屬雜質(zhì)含量越高,常溫物理性能越好。隨著SiO_2微粉含量的增加,試樣的燒結(jié)性能改善,然而當(dāng)添加量達(dá)到4wt%,流動性下降明顯;SiO_2微粉含量增加對澆注料的抗渣性能具有雙重影響,即在降低材料抗渣侵蝕性的同時可改善材料的抗渣滲透性。3)ZrO_2微粉可促進(jìn)剛玉-尖晶石質(zhì)材料的燒結(jié),但熱處理過程中ZrO_2晶型轉(zhuǎn)變引起體積膨脹效應(yīng),惡化燒結(jié)性能,因此ZrO_2微粉的添加量必須適當(dāng)。當(dāng)ZrO_2微粉添加量為4wt%時,試樣具有較高的熱態(tài)強(qiáng)度和優(yōu)良的抗渣性能;添加量為6wt%時,試樣的抗熱震性明顯改善。4)不同粒度的ZrO_2顆粒主要通過改變試樣的顯微結(jié)構(gòu)來影響材料性能。ZrO_2細(xì)顆�？捎行岣咴嚇拥臒釕B(tài)強(qiáng)度,其中添加d50=2.5μm的ZrO_2微粉的試樣具有最大值3.27±0.49MPa;Zr O_2粗顆粒在改善熱震穩(wěn)定性方面作用更顯著,這與ZrO_2粗顆粒能夠引起基質(zhì)中形成大裂紋,從而降低材料內(nèi)部存儲的彈性應(yīng)變能有關(guān)。
【關(guān)鍵詞】：剛玉-尖晶石澆注料 流變特性 SiO_2微粉 ZrO_2微粉 性能
【學(xué)位授予單位】：武漢科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ175.732
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 文獻(xiàn)綜述10-25
• 1.1 簡述10-12
• 1.2 鋼包內(nèi)襯用耐火材料蝕損機(jī)理12-13
• 1.2.1 熱應(yīng)力12
• 1.2.2 機(jī)械沖刷磨損12
• 1.2.3 熔渣的侵蝕和滲透12-13
• 1.3 剛玉-尖晶石澆注料性能的影響因素13-16
• 1.3.1 剛玉骨料的的影響13-14
• 1.3.2 尖晶石的影響14
• 1.3.3 鎂砂粒度及添加量的影響14-15
• 1.3.4 SiO_2微粉的影響15
• 1.3.5 α-Al_2O_3微粉的影響15
• 1.3.6 氧化鋯微粉影響15-16
• 1.3.7 結(jié)合劑水泥的影響16
• 1.4 流變學(xué)概述16-23
• 1.4.1 流變特性的分類16-18
• 1.4.1.1 時間獨(dú)立性流體16-17
• 1.4.1.2 時間相關(guān)性流體17-18
• 1.4.2 影響流變性能的因素18-23
• 1.4.2.1 集料顆粒級配的影響18-20
• 1.4.2.2 粉體粒徑大小及粒度分布的影響20-21
• 1.4.2.3 固相體積分?jǐn)?shù)的影響21-22
• 1.4.2.4 分散劑的影響22-23
• 1.4.2.5 pH值及環(huán)境溫度的影響23
• 1.5 本課題的提出及研究內(nèi)容23-25
• 第二章 實(shí)驗(yàn)過程及性能檢測25-29
• 2.1 實(shí)驗(yàn)原料25
• 2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備25-26
• 2.3 性能檢測及分析方法26-29
• 2.3.1 流變性能26
• 2.3.2 常規(guī)物理性能26
• 2.3.3 高溫性能26
• 2.3.4 抗渣性能26-28
• 2.3.5 分析方法28-29
• 第三章 剛玉-尖晶石澆注料基質(zhì)流變學(xué)特性研究29-46
• 3.1 實(shí)驗(yàn)29-30
• 3.1.1 原料29
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)方案及性能檢測29-30
• 3.2 結(jié)果與討論30-44
• 3.2.1 四種SiO_2微粉漿體流變性能研究30-36
• 3.2.1.1 四種SiO_2微粉的粒度分析30-31
• 3.2.1.2 四種SiO_2微粉漿體的流變性能31-32
• 3.2.1.3 添加SHMP、STPP后四種SiO_2微粉漿體的流變性能32-34
• 3.2.1.4 添加FS20的四種SiO_2微粉漿體流變性能34-36
• 3.2.2 α-Al_2O_3微粉料漿的流變性研究36-39
• 3.2.2.1 α-Al_2O_3微粉的粒度分布及比表面積36
• 3.2.2.2 pH值對 α-Al_2O_3微粉漿體Zeta電位的影響36-37
• 3.2.2.3 固含量對 α-Al_2O_3微粉漿體流變性的影響37-38
• 3.2.2.4 減水劑對 α-Al_2O_3微粉漿體流變性的影響38-39
• 3.2.3 ZrO_2微粉料漿的流變性研究39-42
• 3.2.3.1 ZrO_2微粉的粒度分布及比表面積39-40
• 3.2.3.2 pH值對ZrO_2微粉漿體Zeta電位的影響40-41
• 3.2.3.3 ZrO_2微粉漿體的沉降分析41
• 3.2.3.4 減水劑對ZrO_2微粉料漿流變性的影響41-42
• 3.2.4 復(fù)合粉體料漿的流變性42-44
• 3.2.4.1 α-Al_2O_3-ZrO_2微粉料漿的流變性42-43
• 3.2.4.2 α-Al_2O_3-ZrO_2-SiO_2微粉料漿的流變性43-44
• 3.3 本章小結(jié)44-46
• 第四章 SiO_2微粉種類及含量對剛玉-尖晶石澆注料性能的影響46-56
• 4.1 實(shí)驗(yàn)方案與過程46-47
• 4.2 結(jié)果與討論47-55
• 4.2.1 澆注料的流動性能47-48
• 4.2.2 試樣的顯氣孔率和體積密度48
• 4.2.3 試樣的常溫抗折強(qiáng)度和耐壓強(qiáng)度48-49
• 4.2.4 試樣的永久線變化率49-50
• 4.2.5 二氧化硅微粉加入量對抗渣性能的影響50-55
• 4.2.5.1 抗渣侵蝕（滲透）性分析50-52
• 4.2.5.2 熔渣與耐火材料的熱力學(xué)計(jì)算52-55
• 4.3 本章小結(jié)55-56
• 第五章 脫硅鋯含量對剛玉-尖晶石澆注料性能的影響56-64
• 5.1 實(shí)驗(yàn)方案與過程56-57
• 5.2 結(jié)果與討論57-63
• 5.2.1 試樣的常溫物理性能57-59
• 5.2.2 試樣的抗熱震性59-60
• 5.2.3 試樣的高溫抗折強(qiáng)度60
• 5.2.4 試樣的抗渣性能60-63
• 5.3 本章小結(jié)63-64
• 第六章 脫硅鋯粒度對剛玉-尖晶石澆注料性能的影響64-73
• 6.1 實(shí)驗(yàn)方案與過程64-65
• 6.2 結(jié)果與討論65-72
• 6.2.1 澆注料的物相組成65-66
• 6.2.2 澆注料的常溫物理性能66-68
• 6.2.3 試樣的抗熱震性和常溫彈性模量68-69
• 6.2.4 試樣的高溫抗折強(qiáng)度69
• 6.2.5 試樣的顯微結(jié)構(gòu)69-71
• 6.2.6 試樣的高溫彈性模量71-72
• 6.3 本章小結(jié)72-73
• 第七章 全文總結(jié)73-74
• 參考文獻(xiàn)74-79
• 致謝79-80
• 攻讀碩士研究生期間發(fā)表的論文80

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