【摘 要】
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钛酸铝材料导热系数与膨胀系数低,耐高温,是耐火材料研究的重点之一;氧化钙耐高温,抗渣性能好;锆莫来石膨胀系数低,抗渣侵蚀性好;刚玉化学性能稳定,耐火度高,热稳定性好。通过研究刚玉、锆莫来石对钛酸铝材料基本性能与抗钢渣蚀性能的影响,探寻开发抗热震性与抗渣性能良好的无碳优质耐火材料。本文分析了钛酸铝材料的组织与特性,概述了抗渣耐火材料。研究了烧结工艺、刚玉、锆莫来石等对钛酸铝复合材料的影响。利用烧结前
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钛酸铝材料导热系数与膨胀系数低,耐高温,是耐火材料研究的重点之一;氧化钙耐高温,抗渣性能好;锆莫来石膨胀系数低,抗渣侵蚀性好;刚玉化学性能稳定,耐火度高,热稳定性好。通过研究刚玉、锆莫来石对钛酸铝材料基本性能与抗钢渣蚀性能的影响,探寻开发抗热震性与抗渣性能良好的无碳优质耐火材料。本文分析了钛酸铝材料的组织与特性,概述了抗渣耐火材料。研究了烧结工艺、刚玉、锆莫来石等对钛酸铝复合材料的影响。利用烧结前后试样的长度变化,测定了材料的收缩率;采用阿基米德定律法测试试样的显气孔率和体积密度;采用三点抗弯法测试试样的常温抗折强度;按国标GB/T5072-2008测试试样的常温耐压强度;采用静态坩埚法研究试样的抗钢渣侵蚀性;利用热力学理论分析了钢渣对试样的侵蚀机理。结果如下:（1）随着烧结温度的提高,保温时间的延长,钛酸铝材料表现出良好的强度性能。烧结温度过高,保温时间过长,材料的致密度趋于稳定,但易造成试样变形。较佳的烧结工艺为在温度1500℃保温6h。（2）随着刚玉含量的增加,钛酸铝材料的抗钢渣蚀性提高,当刚玉含量为60%时,钛酸铝材料的综合性能较佳。钛酸铝材料中刚玉含量较高,需要较高的烧结温度,为保持材料较好的抗钢渣蚀性能,降低材料的烧结温度,在材料中加入锆莫来石,在1500℃下烧结,钛酸铝材料性能提高。（3）锆莫来石可降低钛酸铝材料的烧结温度,提高其致密度、力学性能和抗钢渣蚀性能。当锆莫来石加入量为30%时,综合性能较好,试样的显气孔率为5.5%,体积密度为3.1g/cm3,抗折强度为42.3MPa,渣蚀后的渗透面积为73.4mm2,侵蚀面积为 17.6mm2。（4）依热力学理论分析可得出含TiO2和ZrO2的材料抗钢渣蚀性较好。TiO2与钢渣中的CaO反应生成高熔点耐侵蚀的钛酸钙物质,ZrO2与钢渣中的CaO反应生成锆酸钙物质的同时伴随着体积膨胀,阻碍了钢渣流动,且这两个反应吸收了钢渣中的CaO增大了钢渣的粘度,进一步提高材料的抗钢渣蚀性能。
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