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渣和方镁石—尖晶石材料的相互作用研究

作　者: 孙嫚嫚
导　师: 韩兵强
学　校: 武汉科技大学
专　业: 材料学
关键词: 方镁石-尖晶石 侵蚀 渗透 热力学模拟
分类号: TQ175.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 30次
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内容摘要


方镁石-尖晶石耐火材料由于在还原和氧化气氛下性能稳定,耐久性好且无Cr6+环境污染问题,因此在水泥窑、玻璃窑蓄热室、盛钢桶内衬、石灰窑中被广泛应用。但在不同环境下的侵蚀状况及损毁原因,还没有比较系统的研究。本论文以不同尖晶石引入方式制备的方镁石-尖晶石材料为研究对象,探讨了其物理性能的差异以及不同类型渣和方镁石-尖晶石材料的相互作用机理。首先研究了不同尖晶石引入方式制备的方镁石-尖晶石材料在物理性能方面的差异,结果表明在材料中原位合成尖晶石会优化基质结构,但是MgO与Al2O3之间会由于膨胀系数的差异造成较大的微裂纹,而降低材料的致密度,引起较大的线变化率和显气孔率,从而从结构上降低了材料抗侵蚀的能力。其次研究了不同C/S比CaO-Al2O3-SiO2系渣及CaO-Al2O3-SiO2-Fe2O3-MgO系渣对方镁石-尖晶石材料的侵蚀,用FACTsage模拟了不同C/S的CaO-Al2O3-SiO2系、CaO-Al2O3-SiO2-Fe2O3-MgO等系统渣和方镁石尖晶石间的相互作用。结果表明:方镁石-尖晶石材料抗高碱度渣的能力较强。渣中低熔点硅酸盐相主要是沿基质内气孔和晶界向材料内部渗透。基质内的MgO颗粒溶解入渣内和渣内的Al2O3反应,在渣-耐火材料界面处形成二次尖晶石层,含CaO、SiO2的渣继续向内部渗透和材料发生化学反应,并形成Ca3MgSi2O8、Ca2SiO4和Mg2SiO4等物相。当渣内加入Fe2O3、MgO后,方镁石会吸收渣内的Fe2O3形成MgFe2O4,（Mg、Fe）（Al、Fe）2O4。渣内添加MgO,会与原渣中的Al2O3形成24μm的MgAl2O4,填充于方镁石颗粒之间,从而降低渣的流动速度,降低侵蚀速率。

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 硅酸盐工业 > 耐火材料工业 > 基础理论
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