尖晶石结合的浇注料对转炉炉渣抗侵蚀性的改进
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Ｓ ＆ Ｌ ＭＥ Ｉ
Ａ ｇ ２ １ ｕ ． ００
Ｖｏ ｊ５ Ｎ０４ ｌ ．
尖 晶石 结合 的浇 注 料 对转炉炉渣抗侵蚀性 的改进
摘 要 ：在凝胶法的尖晶石粉 末的晶体 实体 周围有限的用化学方 法吸收的羟基群 有助 于在浇注料 中产生纳米
述 了 浇 注 料 内 的 活 性 超 细 尖 晶 石 粉 可 以 应 对 钢 包
２ 实验
我 们 早 期 的 工 作 中提 及 过 的尖 晶石 水 凝 胶 ，
在 浇 注 料 配 料 里 超 一 定 的 量 后 会 产 生 一 些 不 良影
响 。 因 此 ，半 干 法 凝 胶 前 体 （ Ｇ和 Ｃ ）通 过 “ 软 性 ”的机 械化 学处 理 和 ９ ０ ０ ℃的最佳 温 度煅 烧后 被 活 化 。 改 进 的 原 位 生 长 尖 晶石 添 加 剂 经 ２ ０ 目 ０
定 Ｏ 一 Ｈ 配体 通 过 氧化 还 原凝 聚安 排 在 尖 晶石 晶粒 的周 围 ，这样纳 米 晶 粒 的 生 长可 以通 过 在 尖 晶 石 纳米 晶粒 的合 成过 程 中作 为还 原 剂 的 （ Ｈ）基 薄 Ｏ 层 被保 护起 来 。 通过 原 子力 显微 镜 （ Ｆ Ａ Ｍ）辅助 Ｘ一 线衍 射 射
关 键 词 ：尖晶石 ；耐火 浇注料 ；炉渣侵蚀 ；纳米结构陶瓷
中图分 类号 ：Ｔ １５７２ Ｑ ７． ３
文献 标识 码 ：Ａ
文章 编 号 ：１７—７２（００ ０ —０００ ６３ ７９ ２ １） ４ ０３ —６
１ 前 言
炼 钢 工 艺 与 侵 蚀性 严 重 的炉 渣 有 关 ，剧 烈 的 反 应 造 成 了侵 蚀 性 环 境 。 随着 炼 钢 工 艺 的 升 级 ， 对 特 种 耐 火材 料 的 质 量 、维 护 和性 能 提 出 了空 前
生 长 尖 晶石 结 合 高铝 （ 如 Ｍｇ Ａ 例 Ｏ— Ｉ ）浇 注料 ， Ｏ
化 后 结 构变 化 包 含 了嵌 入 的可 能 性 ．曾 概述 过 改 进 的溶胶 一 凝胶 法能 够用 一种 可 控 的方法 将 这些 纳
米 结构 呈 现 在 一个 微 观 或 中等 大小 结 构 里 。它 假
的要 求 。 整体 浇 注 料 的发 展 给 耐 火 材料 行业 带来
了一种 模式 的 转变 ，在 过 去 的 ２ ０年里 ，耐 火 材料 的单 位 消耗 已经 发生 很 大 的 变 化 。 氧化 铝 尖 晶石 和铝 镁 浇 注料 在 钢 包 里 的 应 用 广 为人 知 。它 们 的 特 性 、 比较 性 能 和 选 择 标 准 也 完全 记 录在 案 了 。 关 于各 种 技术 应 用 在用 化学 方 法 得 到 的 陶 瓷 纳米 粉 的产 品 中引 起 广 泛关 注 。在 以前 的论 文 中 ，概
晶石 颗粒 残 留的 可能 性 ，也 研 究 了 含 纳米 晶粒 配
第３ 卷 第４ ５ 期
２１ ０ ０年 ８月
３ ｍｉ 完 成 混 合 。 然 后 在 一 个 特 定 的 时 期 内 ， ０ ｎ内 混 合 物 在模 具 里 浇 注 和 填 实 。材 料没 有 经 过 外 部 振 动 成 为 自流 型 。 在 潮 湿 的环 境 下 养 护 并 保 持
（Ｒ Ｘ Ｄ）研究 浇 注料 经初 始热 处理 后里 面 的这 类尖
气 孔 以 抵 抗 炉 渣 的 渗 透 。 热 处 理 后 浇 注 料 中 保 留 的 纳 米 尖 晶 石 牢 固 地 连 接 着 黑 铝 钙 石 和 刚 玉 晶 粒 ，在 致 密 化
的初 始 阶段 后 产 生 若 干 界 面 并 阻 止 渣 中 有 害 的离 子 。纳 米 结 构 的 尖 晶 石 结 合 的 浇 注 料 的 ｘ 射线 衍 射 （ Ｄ） ～ ＸＲ 、 具 有原 子 力 显 微 镜 （ Ｆ Ａ Ｍ） 的 扫 描 电子 显 微 镜 （ Ｅ Ｓ Ｍ）分 析 证 实 它 们 的 性 能 优 于 相 似 种 类 结 合 的 预 合 成 尖 晶 石 。 含 ９ ％氧化 铝 的 尖 晶 石 和 常 用 的 原 位 生 长 尖 晶 石 结 合 的 浇注 料 的 性 能 是 符 合 要 求 的 ，而 共 沉 淀 尖 晶 石 不 ０ 值得推荐 。
粒 材料 被 认 为 是 浇 注 料 配料 各 自基 质 里 重要 的组
分 。为 了结 合 新 的 浇 注料 配料 ，从 市 场 上 收集 了 ２种 商业 预 合 成 尖 晶石 粉 （ Ｐ和 Ｒ） 。所有 粉 末 已 被 单 独 等量 （ 如 ８０ 例 ．％）地使 用 。为 了准备 原 位
轻 质 的和 纯净 的 Ｍｇ Ｏ细 粉 （ 号 Ｍ）也加 入 到那 代
个 配料 里 。 浇注料 （ 名为 Ｒ 命 Ｎ、Ｇ Ｎ、Ｐ Ｎ、ＭＮ 和 Ｃ Ｎ，
与使 用 的添 加剂 一 致 ） 的准 备 过 程 包 括 干料 和湿
料 的 混 合 ， 为 了增 加 混 合 料 的 稠 度 ， 两 者 都 在
对 物 的富 铝 （ Ｒ）尖 晶石 结合 的 氧化 铝基 浇注料 的
比较 性 能 ，特 别 就 抗 渣 性 而 言 ，通 过 扫 描 电子 显 微镜 （Ｅ Ｓ Ｍ） 也 进 行 了 分 析 。 本 文 原 位 生 长 Ａ ，Ｍｇ Ｉ 一 Ｏ和 预 合 成 （ ）尖 晶 石 一 Ｏ Ｐ 刚玉 浇 注 料 以 及共 沉淀 尖 晶石结 合 浇 注料 也被 纳 入 了考 虑之 中 ， 这是 为 了这项 研究 有一 个合 理 的结 论 。
的恶 劣气 氛 。 本 文 阐述 了对 多 种尖 晶石 结 合 的浇
注料 的 比较 分 析 。 在 致 密 的 、散状 浇注 料 里 的原 位 生 长 纳 米 晶
体 尖 晶石颗 粒 ，加 热 的初 始 阶段 以及 它 们 深 度硬
（７ ｐ ＞ ５￣ ｍ）筛子 后 准备 完 毕 。我 们也 提 及 过这 些 细
Ａ ｇ ２ １ ｕ ． ００
Ｖｏ ｊ５ Ｎ０４ ｌ ．
尖 晶石 结合 的浇 注 料 对转炉炉渣抗侵蚀性 的改进
摘 要 ：在凝胶法的尖晶石粉 末的晶体 实体 周围有限的用化学方 法吸收的羟基群 有助 于在浇注料 中产生纳米
述 了 浇 注 料 内 的 活 性 超 细 尖 晶 石 粉 可 以 应 对 钢 包
２ 实验
我 们 早 期 的 工 作 中提 及 过 的尖 晶石 水 凝 胶 ，
在 浇 注 料 配 料 里 超 一 定 的 量 后 会 产 生 一 些 不 良影
响 。 因 此 ，半 干 法 凝 胶 前 体 （ Ｇ和 Ｃ ）通 过 “ 软 性 ”的机 械化 学处 理 和 ９ ０ ０ ℃的最佳 温 度煅 烧后 被 活 化 。 改 进 的 原 位 生 长 尖 晶石 添 加 剂 经 ２ ０ 目 ０
定 Ｏ 一 Ｈ 配体 通 过 氧化 还 原凝 聚安 排 在 尖 晶石 晶粒 的周 围 ，这样纳 米 晶 粒 的 生 长可 以通 过 在 尖 晶 石 纳米 晶粒 的合 成过 程 中作 为还 原 剂 的 （ Ｈ）基 薄 Ｏ 层 被保 护起 来 。 通过 原 子力 显微 镜 （ Ｆ Ａ Ｍ）辅助 Ｘ一 线衍 射 射
关 键 词 ：尖晶石 ；耐火 浇注料 ；炉渣侵蚀 ；纳米结构陶瓷
中图分 类号 ：Ｔ １５７２ Ｑ ７． ３
文献 标识 码 ：Ａ
文章 编 号 ：１７—７２（００ ０ —０００ ６３ ７９ ２ １） ４ ０３ —６
１ 前 言
炼 钢 工 艺 与 侵 蚀性 严 重 的炉 渣 有 关 ，剧 烈 的 反 应 造 成 了侵 蚀 性 环 境 。 随着 炼 钢 工 艺 的 升 级 ， 对 特 种 耐 火材 料 的 质 量 、维 护 和性 能 提 出 了空 前
生 长 尖 晶石 结 合 高铝 （ 如 Ｍｇ Ａ 例 Ｏ— Ｉ ）浇 注料 ， Ｏ
化 后 结 构变 化 包 含 了嵌 入 的可 能 性 ．曾 概述 过 改 进 的溶胶 一 凝胶 法能 够用 一种 可 控 的方法 将 这些 纳
米 结构 呈 现 在 一个 微 观 或 中等 大小 结 构 里 。它 假
的要 求 。 整体 浇 注 料 的发 展 给 耐 火 材料 行业 带来
了一种 模式 的 转变 ，在 过 去 的 ２ ０年里 ，耐 火 材料 的单 位 消耗 已经 发生 很 大 的 变 化 。 氧化 铝 尖 晶石 和铝 镁 浇 注料 在 钢 包 里 的 应 用 广 为人 知 。它 们 的 特 性 、 比较 性 能 和 选 择 标 准 也 完全 记 录在 案 了 。 关 于各 种 技术 应 用 在用 化学 方 法 得 到 的 陶 瓷 纳米 粉 的产 品 中引 起 广 泛关 注 。在 以前 的论 文 中 ，概
晶石 颗粒 残 留的 可能 性 ，也 研 究 了 含 纳米 晶粒 配
第３ 卷 第４ ５ 期
２１ ０ ０年 ８月
３ ｍｉ 完 成 混 合 。 然 后 在 一 个 特 定 的 时 期 内 ， ０ ｎ内 混 合 物 在模 具 里 浇 注 和 填 实 。材 料没 有 经 过 外 部 振 动 成 为 自流 型 。 在 潮 湿 的环 境 下 养 护 并 保 持
（Ｒ Ｘ Ｄ）研究 浇 注料 经初 始热 处理 后里 面 的这 类尖
气 孔 以 抵 抗 炉 渣 的 渗 透 。 热 处 理 后 浇 注 料 中 保 留 的 纳 米 尖 晶 石 牢 固 地 连 接 着 黑 铝 钙 石 和 刚 玉 晶 粒 ，在 致 密 化
的初 始 阶段 后 产 生 若 干 界 面 并 阻 止 渣 中 有 害 的离 子 。纳 米 结 构 的 尖 晶 石 结 合 的 浇 注 料 的 ｘ 射线 衍 射 （ Ｄ） ～ ＸＲ 、 具 有原 子 力 显 微 镜 （ Ｆ Ａ Ｍ） 的 扫 描 电子 显 微 镜 （ Ｅ Ｓ Ｍ）分 析 证 实 它 们 的 性 能 优 于 相 似 种 类 结 合 的 预 合 成 尖 晶 石 。 含 ９ ％氧化 铝 的 尖 晶 石 和 常 用 的 原 位 生 长 尖 晶 石 结 合 的 浇注 料 的 性 能 是 符 合 要 求 的 ，而 共 沉 淀 尖 晶 石 不 ０ 值得推荐 。
粒 材料 被 认 为 是 浇 注 料 配料 各 自基 质 里 重要 的组
分 。为 了结 合 新 的 浇 注料 配料 ，从 市 场 上 收集 了 ２种 商业 预 合 成 尖 晶石 粉 （ Ｐ和 Ｒ） 。所有 粉 末 已 被 单 独 等量 （ 如 ８０ 例 ．％）地使 用 。为 了准备 原 位
轻 质 的和 纯净 的 Ｍｇ Ｏ细 粉 （ 号 Ｍ）也加 入 到那 代
个 配料 里 。 浇注料 （ 名为 Ｒ 命 Ｎ、Ｇ Ｎ、Ｐ Ｎ、ＭＮ 和 Ｃ Ｎ，
与使 用 的添 加剂 一 致 ） 的准 备 过 程 包 括 干料 和湿
料 的 混 合 ， 为 了增 加 混 合 料 的 稠 度 ， 两 者 都 在
对 物 的富 铝 （ Ｒ）尖 晶石 结合 的 氧化 铝基 浇注料 的
比较 性 能 ，特 别 就 抗 渣 性 而 言 ，通 过 扫 描 电子 显 微镜 （Ｅ Ｓ Ｍ） 也 进 行 了 分 析 。 本 文 原 位 生 长 Ａ ，Ｍｇ Ｉ 一 Ｏ和 预 合 成 （ ）尖 晶 石 一 Ｏ Ｐ 刚玉 浇 注 料 以 及共 沉淀 尖 晶石结 合 浇 注料 也被 纳 入 了考 虑之 中 ， 这是 为 了这项 研究 有一 个合 理 的结 论 。
的恶 劣气 氛 。 本 文 阐述 了对 多 种尖 晶石 结 合 的浇
注料 的 比较 分 析 。 在 致 密 的 、散状 浇注 料 里 的原 位 生 长 纳 米 晶
体 尖 晶石颗 粒 ，加 热 的初 始 阶段 以及 它 们 深 度硬
（７ ｐ ＞ ５￣ ｍ）筛子 后 准备 完 毕 。我 们也 提 及 过这 些 细