熔铸锆刚玉砖的组成与结构对性能影响的研究

摘要

熔铸耐火材料是砌筑玻璃熔窑的关键材料,其质量优劣,品种配套水平直接制约着玻璃工业的技术进步和发展。本文针对玻璃熔窑用量最大的33号氧化法熔铸锆刚玉砖进行了产品取样、对比剖析和研究。 首先,利用数理统计方法研究了各厂家产品质量的差异,以及成分和性能的关系。接着,利用FEI Quanta 200 FEG扫描电镜获取了典型样品的显微结构照片、然后,建立了进行定量分析的方法,利用Matlab的图像处理工具箱分析了背散色电子显微照片。最后,说明了33号氧化法熔铸锆刚玉耐火材料化学成分、显微结构和理化性能的关系。 统计分析表明：增加高比重的物质,或增加网络修饰体与形成体组元的比例,都有利于提高体积密度。相反,减少网络修饰体与形成体组元的比例,有利于提高玻璃相初析温度、玻璃相渗出量和抗侵蚀性。氧化锆含量与其他组分含量密切相关。增加氧化锆,就减少了氧化铝、氧化硅,并增加了材料制造的难度。提高ZrO2含量时,常常被迫提高N/S比值,影响了材料性能。 显微结构分析表明：一次斜锆石起限制玻璃相流出和外来物侵入的作用。一定条件下,提高一次斜锆石可提高耐火砖材的抗侵蚀性。但是,一次斜锆石必须均匀分布,含量也不宜过高。类似,铝锆共析体也限制玻璃相流出和外来物侵入。侵蚀后期,共析体中的氧化锆会熔解,提高液相粘度和抗侵蚀性。但是,制砖冷却过程中共析体相却阻碍气孔排出。增加SiO2或Na2O都导致更多刚玉熔解,从而增加一次斜锆石含量,减少铝锆共析体含量。 本文通过显微结构分析和统计分析,深入研究了熔铸锆刚玉耐火材料物理性能与微观结构的关系,阐明了其相变机理和规律,分析了影响熔铸耐火材料性能的主要因素,并对生产工艺过程的改进指出相应的措施,对提高熔铸耐火材料制备水平及性能具有借鉴意义；同时提出了对现有的行业标准增加微观结构分析部分的建议,对行业整体技术水平的提升具有现实意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1玻璃窑用耐火材料现状

1.2熔铸AZS耐火材料研发现状

1.3课题研究方案

第2章熔铸AZS33#-Y砖测试计算方法

2.1熔铸AZS33#-Y砖取样制样方法

2.2熔铸AZS33#-Y砖试验检测方法

2.2.1熔铸AZS33#-Y物理性能检测

2.2.2熔铸AZS33#-Y砖显微结构检测

2.3熔铸AZS33#-Y砖试验数据的计算

2.3.1常规检测数据的分析计算

2.3.2电镜图像数据的分析计算

第3章熔铸AZS33#-Y砖测试计算结果分析

3.1常规熔铸AZS33#-Y砖检测结果统计

3.1.1检测结果数据来源

3.1.2分类统计结果

3.1.3常规理化指标的相关性

3.2熔铸AZS33#-Y砖显微结构分析

3.2.1样品来源及常规性能

3.2.2显微结构的定性分析

3.2.3显微结构的定量分析

第4章熔铸AZS33#-Y砖组成与结构对性能关系的讨论

4.1化学成分与理化性能的关系

4.1.1化学成分对玻璃相初析温度的影响

4.1.2化学成分对静态下抗玻璃液侵蚀和玻璃相渗出量性能的影响

4.2显微结构与理化性能的关系

4.2.1数据处理和计算结果

4.2.2化学成分对物相组成的影响

4.2.3物相组成之间相互关系

4.2.4物相组成对熔铸AZS33#-Y耐火材料性能的影响

4.3提高熔铸AZS33#-Y耐火材料质量和使用效果建议

4.3.1成分控制

4.3.2提升制造水平

4.3.3合理使用各种熔铸材料

结论

参考文献

附录1

致谢