镁钙系耐火材料的研究现状.pdf

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1、1 3 6 1 3 92 0 0 9 年4 月第4 3 卷第2 期镁钙系耐火材料的研究现状吴占德蒋明学西安建筑科技大学材料科学与工程学院陕西西安7 1 0 0 5 5摘要简要介绍了镁钙系耐火材料的特性和用途，回顾了国内外镁钙系耐火材料的发展历程和发展概况，着重阐述了为提高镁钙系耐火材料的抗水化性所采取的各种措施，并且重点介绍了煅烧温度对镁钙系耐火材料抗水化性的影响。关键词镁钙系耐火材料，抗水化，综述镁钙系耐火材料的主要化学成分为M g O 和c a O，主要物相为方镁石和方钙石，它汇集了M g o 和C a O 各自的优点，具有以下特性：1)由于M 9 0、c a 0 均为高熔点氧化物，且二者

2、的最低共熔温度为23 7 0，因此具有良好的耐高温性能。2)由于熔渣与镁钙系耐火材料中的C a O 反应生成高耐火度的c：s 和c，s，使熔渣的黏度提高，润湿角增大，从而抑制了熔渣对耐火材料的渗透和侵蚀，因此具有良好的抗渣性。3)镁钙系耐火材料中的游离c a O 在高温下具有较好的塑性，可以缓冲热应力，因此镁钙系耐火材料具有良好的抗热震性。4)在常见氧化物中，C a O 的热力学稳定性最好，对钢水再供氧的可能性最小，在高温下的使用寿命高于M g O、Z m 2 等材料。5)镁钙系材料中的游离C a O 易与钢液中的S、P等杂质反应，使其转移到炉渣中，因此镁钙系材料具有净化钢液功能，是冶炼洁净钢

3、、特殊钢的首选材料。但是，镁钙系耐火材料中的游离C a O 容易发生水化，同时产生体积膨胀，使耐火材料开裂、粉化。2 0 世纪9 0 年代以来，随着炼钢技术的快速发展，转炉、电炉、连铸中间包和精炼炉等设备的使用环境越来越苛刻，而具有上述一系列优良性能的镁钙系耐火材料因此成为这些设备的理想选择而被广泛地应用。本文介绍了镁钙系耐火材料的发展概况。1国外镁钙系耐火材料的发展概况7早在1 8 世纪，镁钙系耐火材料就己应用在冶金行业中。1 8 5 6 年，B e s 8 s e m e r 发明了近代炼钢法。1IJ bN 圳U 0 渊L 耐火材料2 0 0 9 21 8 7 2 年，英国的G e o g

4、 e 和S n e l u s 试验使用了石灰耐火材料，但最终因c a O 水化而宣告失败。2 0 世纪5 0 年代后，出现了氧气顶吹转炉炼钢法旧J，稳定性白云石耐火材料用于转炉炉衬，但其产量未有大幅提高，且制品常发生水化。进入2 0 世纪6 0 年代后，碱性转炉炼钢法在世界范围内迅速取代平炉炼钢法，碱性转炉炼钢法所需的镁钙系耐火材料变得十分重要，许多研究者又继续对镁钙系耐火材料进行了研究，并取得了一些成果。从2 0 世纪8 0 年代开始，日本开发了c a O 砖，并应用于炼钢中，随后研究逐渐增多，并出现了许多研究成果和专利。连铸技术”1 的推广，特别是炉外精炼技术H 1 的发展，对耐火材料的

5、质量要求越来越高，除要求耐火材料能承受各种苛刻的使用条件外，还要求不能污染钢水。由于M g O c a O 耐火材料中的c a O对钢水的净化作用是其他耐火材料所不能替代的，因此镁钙系耐火材料得到r 普遍的重视。日本和西欧一些国家在炉外精炼、连铸大包等重要部位开始使用镁钙系耐火材料，其使用寿命和钢的质量都得到提高5 6 l。2国内镁钙系耐火材料的发展概况2 0 世纪7 0 年代，洛阳耐火材料研究院与山东镁矿合作，在国内率先完成了二步法制取镁白云石砂的研究。随后，首钢、山东二耐等单位相继建成了镁白云石质和白云石质耐火制品生产线。从2 0 世纪8 0年代后期开始，镁钙系耐火材料逐渐取代普通镁砖、I

6、 吴占德：男，1 9 8 2 年生，硕士研究生。E m a i l z h a n d e w u 1 6 3 c o m收稿日期：2 0 0 8 一0 4 2 3编辑：黄卫国万方数据第2 期吴占德，等：镁钙系耐火材料的研究现状2 0 0 9 年4 月镁铬砖和焦油白云石砖，极大地降低了吨钢耐火材料消耗。在镁钙系耐火原料方面，由过去单一的焦炭竖窑一步煅烧白云石熟料，逐步发展出电熔镁白云石熟料和二步煅烧白云石熟料。随着窑炉技术的发展，出现了烧油竖窑、隧道窑及回转窑等煅烧设备，镁钙系耐火原料的质量也不断提高。制品种类也越来越丰富，从单一的沥青结合白云石砖，到轻烧油浸白云石砖、烧成镁白云石砖、沥青结合

7、镁白云石砖、不烧镁钙砖、无水树脂结合镁白云石碳砖等。我国“八五”期间就把合成M g O C a o 系优质耐火材料的研究列为重点科技攻关项目，并取得了一些成果。“九五”期间，国家再一次将其列为攻关项目，重点进行工业化应用研究。近些年来，我国在M g O C a O 系优质耐火材料的研究上取得了一定的进展，但还有一些问题没有解决，今后仍需研究高效抗水化方法，找到攻克这一难题的有效途径，生产出具有良好使用效果的M g O C a O 系优质耐火材料。3 提高镁钙材料抗水化性能的研究为了提高镁钙材料的抗水化性，近些年来，国内外学者进行了广泛的研究。归纳起来，提高镁钙材料抗水化性的常用方法有表面处理、

8、引入添加剂、烧结法、密封包装和生产工艺控制。3 1 表面处理表面处理法又包括以下方法：(1)聚磷酸盐处理。用磷酸处理镁钙砂，使镁钙砂表面生成磷酸盐化合物，起到隔绝空气，防止水化的作用。侯冬枝等o 采用酸化和未酸化的2 种聚磷酸盐溶液对镁钙砂进行处理，结果发现：从镁钙砂的粉化率来看，用酸化聚磷酸盐处理的效果要优于未酸化聚磷酸盐的；聚磷酸盐处理后的镁钙砂表面有一层5 1 5 m 厚的疏松的包裹层，其成分为N a c a P O。(2)碳酸化处理。采用C O：对C a O 砂进行碳酸化处理，使其表面形成碳酸盐覆盖层。据文献 8 9 报道，经碳酸化处理后，C a O 砂表面形成了厚度约为O 5 斗m

9、的c a C O，覆盖层，其抗水化性提高。(3)用一定浓度的有机硅溶液润湿镁钙砂表面，然后干燥，在砂表面形成覆盖层，起到防水化作用。(4)在砖表面喷涂一层无水有机物、脱水沥青、无水树脂等保护膜，使砖表面不与大气接触，起到防水化作用。镁钙砂经表面处理后，其抗水化性虽然提高了，但并没有从根本上解决其水化问题，一旦在搬运、砌筑过程中其表面覆盖层损坏，其抗水化性就失效。针对表面处理法的研究，今后的研究重点是使表面覆盖层更厚，强度更大。3 2 引入添加剂引入添加剂的方法就是在制造镁钙砂时加入少量添加物如B a O、m 2 0 3、B 2 0 3、Y 2 0 3、T i 0 2 和z m 2 等，这些添加

10、物在煅烧过程中与C a O 作用，生成低熔点物质或固溶体，促进镁钙砂的烧结，并改善其显微结构，提高抗水化性能0。1 6 。研究表明，往高密度的M g O C a O 砂中添加少量的T i O：，既不损坏其烧结性能，又可提高其抗水化性，生成的c a O T i O：物质是使抗水化性提高的关键1 7】。柯昌明等擂1 研究了添加T i 0 2 对M g O C a O砂的影响，发现M g O C a O T i O：系材料的致密化过程为液相参与的烧结过程。由于低熔点相的出现，各试样在15 5 0 16 0 0 即达到了相当高的致密化程度，因而具有优良的抗水化性能。L i u 等则研究几种氧化物对c

11、a O 熟料抗水化性的影响，其结果表明：添加A l：O，的C a O 砂在15 0 0就可以烧结，随着温度的升高和保温时间的延长，C a O 砂的显气孔率逐渐降低，抗水化性提高。文献 2 0 一2 3 的研究表明：添加稀土氧化物在高温下可形成牢固的结合相，制成抗水化性好的含C a O 砂；加入0 5 1 0 的F e：O，生成的液相量足以使白云石颗粒在高温下致密化，而过量F e：O，的加入反而无益于抗水化性能的提高；加入0 5 2 O 钛铁矿的白云石试样在l5 0 0 下即可达到致密化。3 3 烧结法煅烧温度是影响镁钙砂烧结的重要因素，直接影响镁钙材料的晶粒大小、致密度和显微结构。目前，工厂和

12、实验室常采用高温烧成或二步煅烧法，使c a O晶粒长大，发育更完善，气孔减少，降低C a O 与水的接触几率，起到防水化作用。陈树江1 进行不同温度的煅烧试验表明，镁钙砂的粉化率随煅烧温度的升高明显降低，并且推测在煅烧温度超过l8 0 0 以后仍会有所降低。因为温度升高，质点获得的能量增加，移动性增加，有利于迁移；另外，出现的液相量相应增加，适当的液相量有利于烧结，质点可通过溶解一淀析机理长大。刘民生等L 2 5 取两组试样分别在l5 5 0、l6 0 0、l6 5 0 和l7 0 0 煅烧4h，然后检测烧后试样的体积密度，结果见表l。可以看出，两组试样的体积密度均随着煅烧温度的升高而增大，表

13、明试样烧结更加致密化，其抗水化性将增强。2 0 0 9 2耐火材料R E F R c T o R l E SlJ，万方数据耐火材料N A I H u oc A l L I A o2 0 0 9 年第4 3 卷煅烧温度试样l试样2日本学者【8】在实验室内于l9 0 0 下合成了C a O 质量分数为4 5 1 9 的优质镁钙砂，其体积密度达3 4 5g c m。3 以上，尤其是G a O 质量分数在8 一1 5 的镁钙砂试样，其体积密度更是达到了3 4 9g c m。同刘民生等1 的试验发现相比：在c a O 含量相同的情况下，l 一9 0 0 煅烧后试样的体积密度明显高于17 0 0 煅烧后的

14、，这再一次表明，煅烧温度的提高有利于提高制品的抗水化性能；而在其余几个温度下，这种现象没有发生或发生的程度较低。温度越高，主晶相必然发育更完善，即方镁石更容易形成结构中的连续基体，而第二主晶相方钙石则会更多地被包裹于甚至完全包裹于方镁石之中，这也正是人们所希望的。他们还认为，在煅烧镁钙系耐火材料时，在15 5 0 已完成固相烧结过程，在15 5 0 之后的高温煅烧主要是实现主晶相的发育完善和二次再结晶以及伴随该过程的晶界迁移，残余气体的排除和杂质相分区富集，最终形成稳定型结构。综合比较以上所有试验，通过显微结构分析发现，在17 0 0 烧结的镁钙试样中，第一主晶相方镁石发育成大曲率弧形晶界围合

15、而成的全自形晶，晶体之间以部分晶面直接结合形成连续基体，第二主晶相方钙石以多晶集合体方式赋存于主晶相方镁石的连续基体之内或方镁石的三叉点部位，部分方钙石被包裹于方镁石之中，阻止了方钙石与水的接触，降低了镁钙系耐火材料的水化几率和危害发生的程度。这也是目前公认的提高镁钙材料抗水化性的最佳途径。此外，从M g O c a O 二元相图可知，在l7 0 0 时，M g O 中可固溶约1 8(质量分数)的C a O，随着温度的提高，固溶度增大。这种固溶效应对减少游离C a O，提高制品的抗水化性能也是有帮助的，尤其是对c a O 含量较低的制品，这种效应就显得更加重要了。从目前可查阅到的文献来看，国内

16、制备镁钙砂的最高温度为l8 4 0，而国外为19 0 0。M g o C a O二元系的最低共熔点为23 7 0，还有较大的温度区间供试验。下一步应尝试在实验室内完成20 0 0 超高温煅烧镁钙砂的试验研究，希望最终能找到制备 IJ bN A l H U O 叫L 耐火材料2 0 0 9 2高效抗水化型镁钙砂的关键温度点。3 4 密封包装采用手工包装、热塑包装或抽真空包装等方式将制品包裹起来，尽量不让其与大气接触，起到防水化作用。3 5 生产工艺控制从生产工艺的各个环节把关，尽量减少砂或砖坯的水化，如选用高密度和适当纯度的原料，砖料烘干，采用无水结合剂，采用合理的颗粒级配，砖坯轻烧后油浸等措施

17、，以达到防水化效果。-4结束语近些年，国内外对镁钙系耐火材料的抗水化性研究较多，但针对煅烧温度尤其是l7 0 0 以上超高温的研究却很少，目前国内实验室煅烧镁钙砂的最高温度为18 4 0，而国外则以日本的l9 0 0 为最高。今后，我国应该加强对镁钙系耐火材料高温煅烧的研究，以得到优质的抗水化镁钙材料。参考文献 1 M 碰n o E u o fc a l c i 哪伪d d e 酗曲a c t o 引嗽t e r i a l i n 姗l m k-i n gp r e s s G A m g“8R R 幽t 嘶e sf o rt h es t li n d u 蛐r y N e wY o r

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19、啪k i n gP M e e d i n g，1 9 8 6，6 9：7 7 8 9 6 T i m b e d a l【eRD，s o 娟M T u n d i s h 耐h 知町t e c h n o I o g yf o rc l 哪砒e e h n 出n g J I r o n 蛐ds t e e lE n g i n，1 9 8 8(2)：3 2 3 7 7 侯冬枝，张文杰，顾华志，等聚磷酸盐表面处理镁钙砂的抗水化性能 J 耐火材料2 0 0 2，3 6(1)：1 6 一1 7，2 0。8 崔学正，译抗水化性好的钙砂 J 国外耐火材料，1 9 9 8，2 3(9)：1 8 2 4

20、9 陈树江，程继健，田风仁合成M 9 0 一c a o 砂的c 0 2 表面处理 J 耐火材料，1 9 9 8，3 2(2)：9 2 9 3，9 6 1 0 于景坤戴文斌氧化铝微粉对镁钙系耐火材料性能的影响 J 东北大学学报，2 0 0 3，2 4(1 1)：l0 6 8 10 7 0 1 1 胡四海。朱伯铨M 9 0 一c a 0 一z r 0 2 合成料抗水化性的研究 J 武钢技术，2 0 0 4，4 2(3)：9 一1 2 1 2 罗明，李楠，郑海忠，等外加剂对白云石烧结及抗水化性的影响 J 耐火材料，2 0 0 l，3 5(I)：1 4 一1 5，1 8 1 3 赵惠忠张文杰，汪厚植掺

21、c e 0 2 的M 9 0 一c a o 系中c a 0 和M g o 的晶体生长动力学 J 武汉冶金科技大学学报，1 9 9 6，万方数据第2 期吴占德，等：镁钙系耐火材料的研究现状2 0 0 9 年4 月1 9(4)：4 3 2 4 3 6 王领航。高里存水泥窑高温带用M g o c a 0 一z r 0 2 耐火材料的研制 J 新世纪水泥导报，2 0 0 5(2)：2 9 3 0 张红鹰，吴师岗，窦叔菊T i 0 2 添加剂对镁钙质耐火材料防水化性能的影响 J 山东理工大学学报，2 0 0 6，2 0(2)：1 3 陈树江，程继健，田凤仁铁钛复合添加剂对提高合成镁钙砂抗水化性的研究 J

22、 华东理工大学学报，2 0 0 0，2 6(2)：1 6 5 一1 6 7 韩文涛，译通过添加T i 0 2 和包覆磷酸盐改进M 9 0 一C a 0 系砂的质量 J 国外耐火材料，1 9 9 6，2 l(3)：4 3 4 6 柯昌明，李楠M 9 0 一C a 0 一T i 0 2 系材料的烧结性能及抗水化性能 J 耐火材料，2 0 0 5，3 9(1)：3 6 4 0 U uX，Z h 叫Y，S h a l l gB E f 五e c t0 fo x i d e so nt h es i n t e 她p r o c e s s觚dt I I eh y d r a t i o nm i s

23、t c e0 fc a 0c l i n k J h t e m e m m，1 9 9 6，4 5(2)：7 6 一舳赵惠忠，张文杰，汪厚植，等，添加稀土氧化物对合成M g o c a o 系熟料的烧结和抗水化性能的影响 J 耐火材料，1 9 9 4，2 6(6)：3 2 7 罗明，邱文冬外加剂对自云石烧结及抗水化性的影响 J 耐火材料，2 0 0 l，3 5(1)：1 4 一1 5，1 8 s e r r yMA，M 蛐d 伽rMA，G 峭m 蛐AM，耐以L o w n l l xh y d r a t i 眦一瑚i s t a l l tr e f t o r yd o l o m i

24、t e g 憾i n 8f 如mE 国甲t i 锄m wm a t e r i a l 8 J 1 f l t e r c e r a m，1 9 9 3，4 2(1)：2 3 肖国庆，杨兴华F e 2 0 3、A 1 2 0 3 加人物对镁钙砂抗水化性的影响 J 耐火材料，1 9 9 8，3 2(2)：7 7 7 9 陈树江镁钙系耐火材料抗水化性能研究 D 上海：华东理工大学，2 0 0 3 刘民生，肖国庆，马爱琼抗水化型M g o c a o 材料烧结性研究 J 陶瓷科学与技术，2 0 0 2(4)：9 一l l，2 5 S t a t e-O f t h e a r ti ns t u

25、d i e s0 nh y d r a t i o nr e s i s t a n c eo fM g O C a Om a t e r i a I W uZ h a n d e，J i a n gM i n g u e N a h u oC a a o 一2 0 0 9，4 3(2)：1 3 6T h ep r o p e r t i e sa n da p p l c a t i o n so fM g O C a Or e f r a c t o r ym a t e r i a lw e r eb r i e f I yi n t r o d u c e da n di t d e

26、v e I o p m e n tw a sr e v i e w e d M e a s u r e st oe n h a n c et h ep o O rh y d r a t i o nr e s i s t a n c e 0 fM g O C a Om a t e r i a lw e r ee m p h a s i z e d，a n dt h ei n f I u e n c eo fc a l c i n a t i O nt e m p e r a t u r eO nt h eh y d r a t i O nr e s i s t a n C eO fM g O C

27、 a Om a t e r i a lw a si n t r O d u C e d K e yw O r d s：M a g n e s i a d O I O m i t er e f r a c t o r i e s，H y d r a t i o nr e s i s t a n c e，R e V i e wA u t h o r sa d d r e s s：S c h o o Io fM a t e r i a I sS c i e n c ea n dE n g i n e e r i n g，i a nU n i V e r s i t yO fA r c h i t e

28、 c t u r e T e c h n o I O g y，X j a n7 1 0 0 5 5，S h a n x i，C h i n a毡锯过铂她裆帘迪钎姑秽乖也啸过镅邋钥鸱乖延锯趟铂出乖也碲姑乖也；础乔越钥池帛出乖也锛津尔彬帘姥缔泄铂蚺f 池舔出窑延铂蹿场辞场带蝌乖迪旆姑尔稀o!；尔j!旆幺帝2 帘出幂尘乖坏出尔避希鼢!绦研究动态具有纳米结构的硅溶胶对刚玉浇注料性能的影响近年来，溶胶已经被试验用作低水泥、超水泥以及无水泥4m i n，然后浇注成尺寸为1 6 0m m 4 0m m 4 0m m 的试样。浇注料的结合剂。由于具有优异的热力学性能，硅溶胶可对在2 4、相对湿度为9 5(试样

29、c s 5 除外)条件下养护2 4h。耐火浇注料的结构产生影响。ARS o u T i 等研究了用硅溶胶替养护后的试样于l l O 干燥后。分别经1O o o、12 0 0 和l4 0 0代铝酸钙水泥后对刚玉浇注料性能的影响。热处理5h。测量试样的耐压强度、体积密度、显气孔率和试验所用原料包括：板状刚玉(鲫(舢：O，)=9 9 4)、活性烧后线变化率(14 0 0 5h)。氧化铝(加(A l：O，)=9 9 4)、高铝水泥(S e c a r 7 1)以及硅溶胶研究结果发现，在板状刚玉浇注料中，随着硅溶胶加入量(埘(S i 0：)=4 0 2)，具体的配料组成见表l。和热处理温度的增加，显气孔

30、率降低，体积密度增大；随着硅垂!迸逵塾笪里垫堑盛f 竺2丝溶胶加入量的增加，耐压强度增大，特别是经高温处理的试样根据表l 配料后，首先慢速干混4I I l i n，接着中速湿混强度增加更明显。这是因为纳米颗粒的硅溶胶和活性氧化铝反应形成莫来石针状网络结构，可以提高基质的强度；用硅溶胶替代全部水泥可以改善材料的体积稳定性，含有5 硅溶胶的试样(无水泥)的烧后线变化率最小。这是由于在纳米结构的硅溶胶、活性氧化铝以及板状刚玉细粉之间反应以及没有能够形成玻璃相的C a o 存在，使得无水泥浇注料具有更好的体积稳定性。(赵瑞编译自I n t e r c e 舢2 0 0 8，6)2 0 0 9 2耐火材

31、料R E F R A C T o R I E s13 91 J1 J1 J1 J1 J加殂鸵弘笱r Lr Lr Lr川例吲州剐例rrLr Lr L万方数据镁钙系耐火材料的研究现状镁钙系耐火材料的研究现状作者：吴占德，蒋明学，Wu Zhande，Jiang Mingxue作者单位：西安建筑科技大学材料科学与工程学院,陕西西安,710055刊名：耐火材料英文刊名：REFRACTORIES年，卷(期)：2009，43(2)被引用次数：0次 参考文献(25条)参考文献(25条)1.Marino E Use of calcium oxide as refractory material in steel

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36、93(01)23.肖国庆.杨兴华 Fe2O3、Al2O3加人物对镁钙砂抗水化性的影响 1998(02)24.陈树江 镁钙系耐火材料抗水化性能研究 200325.刘民生.肖国庆.马爱琼 抗水化型MgO-CaO材料烧结性研究期刊论文-陶瓷科学与技术 2002(04)相似文献(7条)相似文献(7条)1.学位论文 陈树江 合成镁钙系耐火材料防水化技术及应用研究 2000 该文主要研究了合成镁钙系耐火原料的防水化技术及合成镁钙系耐火材料抗渣侵蚀性,工业生产出了具有抗水化性的合成镁钙砂.防水化技术主要采用添加剂和表面改性方法,研究结果表明:添加剂发迹了合成砂的微观结构,就提高合成砂的抗水化性而言,高价离子

37、添加剂价离子添加效果好,复合添加剂效果优于单一添加剂;采用无机有机酸、盐及CO处理,通过物理化学作用,对合成砂表面进行改性,显著提高了合成砂抗水化性.研究了合成镁钙砂水化反应过程,建立了水化反应物理模型,推导出水化反应动力学公式,结果表明:水化反应机理是初始段为氧化钙水化反应速度控制,然后为氧化镁水化反应和扩散速度控制.对具有不同圆滑程度的合成镁钙砂抗水化性及流动性进行了研究,结果表明:较圆滑形颗粒砂,具有较好的抗水化性和流动性,这对生产合成镁钙砂有指导意义.以具有不同抗水化性的合成镁钙砂为原料,制得连铸中间包用镁钙质涂抹料及精炼钢包用镁钙砖,对中间包渣及精炼钢包渣的侵蚀进行了研究,得到了预期

38、的实验效果.利用人工神经网络技术,对实验获得的数据进行处理,建立了BP网络模型,通过对网络学习训练,实现了对影响合成镁钙砂抗水化性因素比较准确的预测.2.期刊论文 于景坤.戴文斌 氧化铝微粉对镁钙系耐火材料性能的影响-东北大学学报(自然科学版)2003,24(11)通过添加-Al2O3微粉的方法,研究了w(-Al2O3)对镁钙系耐火材料烧结效应和抗水化性的影响研究结果表明,通过添加-Al2O3微粉可以有效地促进镁钙系耐火材料的烧结性能和抑制镁钙系耐火材料的水化速度当w(-Al2O3)小于1%时,耐火材料的体积质量随w(-Al2O3)的增加而升高当w(-Al2O3)大于1%时,随其增加耐火材料的

39、体积质量下降,烧结效应变差耐火材料抗水化性能随着w(-Al2O3)的增加而提高.3.期刊论文 刘永杰.尹超男.孙杰璟.董彦峰.LIU Yong-jie.YIN Chao-nan.SUN jie-jing.DONG Yan-feng LaCrO3对MgO-CaO材料的结晶及抗水化性能的影响-硅酸盐通报2010,29(4)镁钙系耐火材料是冶炼洁净钢的一种优良耐火材料,但由于其易水化的问题严重限制了它的应用.本文以含50wt%CaO的MgO-CaO砂为对象,研究了添加LaCrO3对其抗水化性能和结晶特性的影响.结果表明:LaCrO3可明显地提高镁钙系材料的抗水化性能,其最佳加入量为1%.由试样断面的

40、电镜扫描分析可知,LaCrO3可以有选择性的促进MgO-CaO质材料中CaO晶粒的生长.4.期刊论文 魏明坤.曾利红.刘丽君.WEI Ming-kun.ZENG Li-hong.LIU Li-jun 镁钙系耐火材料的研究进展-材料与冶金学报2005,4(3)镁钙系耐火材料是一种开发较早但因抗水化性能差而受到限制的碱性材料.本文阐述了这一类耐火材料与其他耐火材料特别是镁碳质耐火材料不同的特性,简单介绍了国内外发展概况,并对目前主要存在的易水化问题及相应措施进行了讨论.5.学位论文 尹炳坤 镁钙系耐火材料制备及性能研究 2010 镁质白云石耐火材料作为一种重要的碱性耐火材料，具有耐高温，抗碱性物料

41、侵蚀，易挂、易维护窑皮等一系列优良特性，且不会造成环境污染，是一种能够在水泥回转窑中取代镁铬砖的绿色耐火材料。此外，镁质白云石耐火材料在炼钢炉中使用时，能有效的除去钢水中Al、S、P等杂质，起到净化钢水、实现洁净钢生产的目的。虽然镁质白云石耐火材料拥有一系列优良特性，是耐火材料行业极具应用前景的绿色耐火材料，但它也存在致命的弱点易水化，在存放和使用的过程中极易吸收空气中的水分发生水化反应生成氢氧化钙和氢氧化镁。并且这种水化反应伴随着水化增重和体积膨胀，使制品粉化开裂，严重影响制品的使用寿命。因此，要推广使用镁质白云石耐火材料，必须首先解决其易水化的问题。本文在前期的基础上，通过分析镁钙系耐火材

42、料水化机理，结合原料自身的特性，摒弃采用表面处理的办法提高制品抗水化性能的传统思路，从材料的组分设计、显微结构控制等方面入手，通过引入外加剂及采用合理的烧结工艺等手段，改变材料结构，控制其水化活性，有效地改善了镁质白云石烧结制品的抗水化性能。对镁质白云石耐火材料抗水化的研究结果表明：轻烧白云石具有很高的水化活性，不宜直接用来制备镁质白云石烧结制品。通过消化能有效的控制轻烧白云石的水化活性，当消化用水量适当时，既能较好的控制轻烧白云石的水化活性，使成型后的坯体能顺利的完成后期工艺，在二次煅烧的过程中氢氧化物分解又能促进烧结。引入外加剂M2O3(M为3价金属离子)能有效地改善镁质白云石材料的抗水化

43、性能，其主要原因是添加M2O3促进了烧结。在不影响制品高温性能的前提下，采取添加复合外加剂的手段促进镁质白云石材料的烧结。复合外加剂通过形成固溶体和使MgO与CaO之间固溶量增加等方式，使缺陷冰度增加，增大了扩散系数，促使试样的致密化程度提高，MgO、CaO生长成稳定的大晶粒。在复合外加剂的选择上，M2O3+NO2(N为4价金属离子)复合外加剂在促进镁钙系耐火材料烧结上明显的优于其他复合外加剂。添加M2O3+NO2复合外加剂，随着NO2含量的增加，试样的体积密度增加，显气孔率、水化增重率、粉化率均下降。当M2O3和NO2的含量分别为0.8和1.5时，粒径为23.36mm的颗粒煮沸1h后的水化增

44、重率为0.39，粉化率为3.15。此外，本实验还针对镁质白云石材料的热震稳定性问题进行了研究。运用应力设计和热膨胀失配的原理，从微观结构入手，采用颗粒级配和引入外加剂两种手段，使试样内部存在一定的残余应力和适当的气孔率。热震损伤产生的裂纹在扩展的过程中，受到残余应力场及气孔的影响产生分岔、偏转或钉扎，从而使得裂纹长度变短，裂纹的网络化程度提高，有效地提高了试样的抗热震稳定性能。通过合理的颗粒配比使得试样的1000水冷循环热冲击次数从6次提高到13次。研究结果表明：通过引入适当外加剂和控制材料的显微结构，有效钝化MgO、CaO的水化活性，使镁质白云石材料烧结制品的抗水化性能显著提高，在冷水中浸泡

45、6个月不水化，自然条件下放置1年不粉化。运用应力设计和热膨胀失配的原理，通过合理的颗粒级配缓释制品中的裂纹扩展，使制品的1000水冷循坏热冲击次数达到13次，满足国内水泥回转窑用镁质白云石耐火材料1000水冷循坏热冲击次数大于10的要求。关键词：白云石，MgO、CaO，抗水化性能，抗热震性能；6.期刊论文 戴文斌.于景坤 纯净钢冶炼用耐火材料-材料与冶金学报2003,2(1)发展纯净钢冶炼技术的一个重要条件就是提高耐火材料的质量.通过耐火材料对纯净钢冶炼影响的讨论,得出发展碱性耐火材料可以脱硫和脱氧、无碳和低碳耐火材料可以抑制增碳、用表面处理的方法可以改善镁钙系耐火材料的抗水化性和合理使用耐火

46、材料可以有效地减少钢中的氢含量的结论.7.学位论文 罗伟 高钙镁钙砖的结构与性能研究 2007 镁钙系耐火材料因为具有耐高温、良好的抗渣性、耐结构剥落以及净化钢液等特性而成为冶炼洁净钢的一种优良耐火材料。本论文利用光谱仪、偏光显微镜、扫描电镜和相图分析等研究方法为手段，研究了CaO含量4080合成镁钙砂的结构与性能；以合成镁钙砂为原料制备CaO含量4060的高钙镁钙材料，研究其显微结构与性能；研究高钙镁钙材料对VOD炉渣的抗侵蚀作用以及高钙镁钙材料与硅钢的作用，主要得出如下结论：1.随着CaO含量的增加合成砂的致密程度降低，合成砂体积密度减小，抗水化性变差。2.对于不同CaO含量的镁钙砖而言，CaO含量的增加会降低镁钙砖的体积密度和常温耐压强度，CaO含量越高，下降趋势越明显；而对于相同CaO含量的不同配方而言，基质中添加少量高纯镁粉的体积密度和常温耐压强度较大。3.镁钙砖中的CaO含量越高，对VOD炉渣的抗侵蚀效果越好。4.CaO含量为4060的高钙镁钙砖具有良好的脱铝作用，对铝含量为0.23704的硅钢在1600反应30min后，脱铝率高达96以上，CaO含量的增加有利于提高高钙镁钙材料的脱铝作用，但是作用并不明显。本文链接：http:/