【摘 要】
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随着高效连铸技术的发展,普通的尖晶石-碳耐火材料越来越难以满足实际浇铸的要求,通过调控石墨含量、粒度组成等手段协同提升抗热震性、抗侵蚀性等空间有限,服役寿命难以进一步提高,影响连铸的效率及铸坯质量。金属Al具有熔点低、塑性强、化学性质活泼等优点,不仅能提高材料的抗热震性、抗氧化性,而且在高温服役过程中,金属原位反应可在材料中形成陶瓷结合,改善材料的抗侵蚀性。因此,本课题聚焦抗热震性、抗侵蚀性和抗氧
【出 处】
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中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司
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随着高效连铸技术的发展,普通的尖晶石-碳耐火材料越来越难以满足实际浇铸的要求,通过调控石墨含量、粒度组成等手段协同提升抗热震性、抗侵蚀性等空间有限,服役寿命难以进一步提高,影响连铸的效率及铸坯质量。金属Al具有熔点低、塑性强、化学性质活泼等优点,不仅能提高材料的抗热震性、抗氧化性,而且在高温服役过程中,金属原位反应可在材料中形成陶瓷结合,改善材料的抗侵蚀性。因此,本课题聚焦抗热震性、抗侵蚀性和抗氧化性,将铝硅合金、铝镁合金与尖晶石-碳耐火材料进行复合,较系统地研究了合金添加量、种类及尖晶石原料等对材料显微结构与性能的影响,得出以下结论:（1）添加Al-Si合金可调控材料的性能。虽然Al-Si合金对常规性能如气孔率、体积密度影响较小,但随着合金含量的增加,可提高材料的高温抗折强度、浸钢热震后强度和抗氧化性,但抗侵蚀性降低。当Al-Si合金加入量为6 wt%时,材料的抗热震性、抗氧化性和高温抗折强度较高,且抗侵蚀性降低不显著,材料的综合性能较好。（2）改进了测量材料抗氧化性的方法,通过控制热重分析仪中空气流量,提高了氧化的均匀性和可控性,并研究了引入Al-Si合金后尖晶石-碳材料的氧化行为。结果表明材料在氧化初始期和后期分别化学反应控制和扩散控制,Al-Si合金可以影响材料内部的扩散,提高材料的抗氧化性。（3）由于烧结尖晶石密度低、气孔多,以其为原料制备的尖晶石-碳材料抗热震性优于以电熔尖晶石为主要原料制备的材料,但抗侵蚀性较差。（4）引入Al-Mg合金后,材料中的Mg与气氛中CO、CO2、O2反应生成Mg O放热,促进Al的碳热还原反应,生成较多量Al4C3纤维,可以显著提高材料的常高温抗折强度,但有可能导致材料出现水化;与引入Al-Si合金的材料相比,由于其不含Si,抗侵蚀性较好。
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