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添加Al、Si和SiO对铝锆碳材料性能影响研究

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第一章 文献综述

1.1滑动水口系统

1.2滑板材质的发展

1.2.1铝碳滑板

1.2.2铝锆碳滑板

1.3滑板原料

1.3.1烧结板状刚玉

1.3.2锆质原料

1.3.3碳素原料

1.3.4添加剂

1.3.5结合剂

1.4硅微粉

1.5滑板的热处理工艺

1.6滑板的抗热震性能

1.7滑板的抗侵蚀性能

1.8本论文工作的提出

第二章不同Al-Si含量对Al2O3-ZrO2-C滑板性能的影响

2.1实验过程

2.2结果分析与讨论

2.2.1常规性能

2.2.2抗水化性能

2.2.3孔径分布

2.2.4物相分析

2.2.5显微结构

2.3本章小结

第三章 微米硅灰对不同Al-Si复合Al2O3-ZrO2-C滑板材料性能的影响

3.1微米硅灰对2%Al和3%Si复合下的Al2O3-ZrO2-C滑板性能的影响

3.1.1实验过程

3.1.2结果分析与讨论

3.1.3小结

3.2微米硅灰对4%Al和1%Si复合下的Al2O3-ZrO2-C滑板性能的影响

3.2.1实验过程

3.2.2结果分析与讨论

3.2.3小结

第四章 纳米硅灰对Al2O3-ZrO2-C滑板性能的影响

4.1实验过程

4.2结果分析与讨论

4.2.1常规性能

4.2.2抗水化性能

4.2.3孔径分布

4.2.4物相分析

4.2.5显微结构

4.3本章小结

第五章 Al2O3-ZrO2-C滑板中试实验

5.1实验过程

5.2结果分析与讨论

5.2.1常规性能

5.2.2抗水化性能

5.2.3孔径分布

5.2.4物相分析

5.2.5显微结构

5.3本章小结

第六章 总结论

参考文献

硕士期间发表论文

致谢

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摘要

目前大中型钢包和中间包普遍采用铝锆碳质滑板。该滑板的热处理制度包括不烧、轻烧及高温烧成,这主要取决于滑板中铝、硅等添加剂的加入量。目前还未见到系统研究铝、硅等对铝锆碳滑板性能的影响报道。对于铝含量高的烧成滑板,常因生产过程中处理温度不当,造成较多Al4C3、AlN的生成,增加了粉化的风险。因此,系统研究添加剂的种类和含量以及热处理制度对铝锆碳滑板材料性能的影响具有现实意义。
   本课题以板状刚玉、金属铝粉、单质硅粉和硅灰等为主要原料,并借助压汞仪、X射线衍射仪和扫描电镜等检测手段,系统研究了不同铝硅含量对铝锆碳滑板材料性能与显微结构的影响;然后研究了添加微米和纳米硅灰对铝锆碳材料强度和抗水化性能的影响;最后在马钢耐火材料厂进行中试试验;得到以下结论:
   (1)在800℃到1000℃范围内,随着金属Al含量的增加,常温耐压强度逐渐增大;当处理温度大于1000℃后,Al/Si小于1的试样常温耐压强度进一步增大,而Al/Si大于1的试样常温耐压强度急剧下降。同时,随Al含量的增加,材料的抗水化性能逐渐降低。
   (2)添加2%微米硅灰的试样各个温度处理后平均孔径减小,晶须变得细小,常温耐压强度和抗水化性能都要好于添加1%微米硅灰的。
   (3)随着纳米硅灰含量的增加,试样的常温耐压强度有先升高后减小的趋势,其中添加1.5%的纳米硅灰,试样的常温耐压强度在各个温度处理后都是最大;与微米硅灰相同,纳米硅灰的引入使试样平均孔径减小,内部晶须细小化。然而在提高常温耐压强度方面,与微米硅灰相比,纳米硅灰可以实现较低的加入量。
   (4)中试结果表明,微米硅灰的引入能够使晶须变细小,降低材料的平均孔径,有利于提高材料的强度和抗水化性能。

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