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含稀土氧化物的镁质和镁尖晶石质耐火材料性能研究

作　者: 陈俊
导　师: 王周福
学　校: 武汉科技大学
专　业: 材料学
关键词: 稀土氧化物 镁质耐火材料 镁尖晶石质耐火材料 挂窑皮性 抗渣性
分类号: TQ175.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


随着环保意识的加强,铬公害问题越来越受到重视,镁铬砖必将逐渐被取代。镁质和镁尖晶石质耐火材料是重要的碱性耐火材料,本文以无铬化为目的,研究了添加稀土氧化物对镁质和镁尖晶石质材料性能的影响。以不同粒度的电熔镁砂和化学纯的稀土氧化物细粉为主要原料,纸浆废液为结合剂,制成含稀土氧化物的镁质耐火材料,研究了Y2O3、CeO2、La2O3、Nd2O3对镁质耐火材料物理性能、挂窑皮性及抗渣性能的影响。结果表明:(1)稀土氧化物都能促进镁质耐火材料的烧结,其中以添加CeO2效果最好;(2)稀土氧化物能提高材料的力学性能,其中少量的Y2O3、CeO2、Nd2O3就能提高镁质材料的常温力学性能,而La2O3是在加入量为1.5%时,性能最好;(3)添加1%的Y2O3对试样的高温抗折强度提高最大,达到8.19MPa,其次是添加La2O3和Nd2O3的试样;(4)加入Y2O3后,材料的挂窑皮性能有了很大的提高,而加入La2O3、Nd2O3后,材料挂窑皮性能有一定提高,加入CeO2后,挂窑皮性能无明显改善;(5)加入稀土氧化物提高了镁质耐火材料抗RH精炼炉渣侵蚀的能力。以不同颗粒级配的电熔镁砂、活性α-Al2O3细粉、镁铝尖晶石细粉和化学纯的稀土氧化物细粉为主要原料,制成含稀土氧化物的镁尖晶石质耐火材料,研究了Y2O3、La2O3、Nd2O3、CeO2对镁尖晶石质耐火材料物理性能、挂窑皮性及抗渣性能的影响。结果表明:(1)添加稀土氧化物能促进镁尖晶石质耐火材料的烧结,其中以添加Y2O3效果最好;(2)适量的稀土氧化物能提高镁尖晶石质材料的常温力学性能;(3)加入稀土氧化物,有利于提高镁尖晶石质材料的热震稳定性;稀土氧化物有利于提高镁尖晶石质材料的高温抗折强度,其中以加入1%CeO2效果最好,为3.76MPa;(4)加入Y2O3后,材料的挂窑皮性能有了很大的提高,而加入La2O3、Nd2O3后,材料挂窑皮性能有一定提高;加入CeO2后,材料的挂窑皮性能无明显改善;(5)加入稀土氧化物有利于提高镁质耐火材料抗RH精炼炉渣侵蚀的能力。对镁质材料和镁尖晶石质材料的挂窑皮性及抗渣性进行了对比,结果表明:镁质材料的挂窑皮性能好于镁尖晶石质材料,镁尖晶石质材料抗RH精炼炉渣侵蚀的能力要好于镁质材料。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
引言  9-10
第一章 文献综述  10-19
  1.1 水泥窑烧成带用耐火材料  10-13
    1.1.1 水泥回转窑窑衬用耐火材料  10-11
    1.1.2 窑皮形成的条件及影响因素  11
    1.1.3 烧成带对耐火材料的要求  11-12
    1.1.4 烧成带用耐火材料的发展  12-13
  1.2 RH 精炼炉用耐火材料  13-14
    1.2.1 RH 精炼技术的发展  13
    1.2.2 RH 炉用耐火材料损毁机理  13-14
    1.2.3 RH 精炼炉用耐火材料研究现状  14
  1.3 镁质和镁尖晶石质耐火材料  14-16
    1.3.1 镁质和镁尖晶石质材料的性能、用途及生产方法  14-15
    1.3.2 添加剂对镁尖晶石质耐火材料的影响  15-16
  1.4 稀土氧化物  16-17
    1.4.1 稀土元素及其氧化物的性质  16-17
    1.4.2 稀土氧化物在耐火材料中的应用  17
  1.5 选题意义及研究内容  17-19
    1.5.1 选题意义  17-18
    1.5.2 研究内容  18-19
第二章 实验原料和研究方法  19-22
  2.1 实验原料  19
  2.2 实验仪器  19-20
  2.3 实验流程  20-21
  2.4 性能检测方法  21-22
第三章 稀土氧化物对镁质耐火材料性能的影响  22-38
  3.1 稀土氧化物对镁质耐火材料物理性能的影响  22-28
    3.1.1 实验方案  22
    3.1.2 结果与讨论  22-28
  3.2 稀土氧化物对镁质耐火材料挂窑皮性能的影响  28-32
    3.2.1 实验方案  28
    3.2.2 结果与讨论  28-32
  3.3 稀土氧化物对镁质耐火材料抗渣性能的影响  32-36
    3.3.1 实验方案  32-33
    3.3.2 结果与讨论  33-36
  3.4 本章小结  36-38
第四章 稀土氧化物对镁尖晶质耐火材料性能的影响  38-54
  4.1 稀土氧化物对镁尖晶石质耐火材料物理性能的影响  38-43
    4.1.1 实验方案  38
    4.1.2 结果与讨论  38-43
  4.2 稀土氧化物对镁尖晶石质耐火材料挂窑皮性能的影响  43-47
    4.2.1 实验方案  43
    4.2.2 结果与讨论  43-47
  4.3 稀土氧化物对镁尖晶石质耐火材料抗渣性能的影响  47-51
    4.3.1 实验方案  47
    4.3.2 结果与讨论  47-51
  4.4 含稀土氧化物的镁质与镁尖晶石质耐火材料性能对比  51-53
    4.4.1 挂窑皮性能对比  52
    4.4.2 抗渣性能对比  52-53
  4.5 本章小结  53-54
第五章 结论  54-55
参考文献  55-58
致谢  58-59
硕士研究生期间完成的论文  59

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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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