第24期
不同硅源生成碳化硅晶须增强炭素捣打料性能研究
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期号 : 2010 年, 第24期
内容简介

在高炉的炉缸部位,一般采用平板式铸铁或铸铜冷却壁,内衬用炭砖砌筑,或是炭砖内砌筑一层陶瓷杯砖。在冷却壁与砖衬之间有厚度为80 mm左右的炭素捣打料层。而一般炭素捣打料的热导率较低,从而成为高炉炉体冷却的瓶颈。为了提高炭素捣打料的导热性,武汉科技大学的研究人员以SiO2微粉、熔融石英粉、金属硅粉、纳米SiO2作为硅源,在炭素捣打料中生成碳化硅晶须以增强炭素捣打料的导热性,并比较几种不同硅源对碳化硅晶须生成的影响。
  本试验以废焦粉、鳞片石墨作为主要原料,改性中温沥青粉做结合剂,焦油及蒽油为溶剂,分别外加SiO2微粉、熔融石英粉、金属硅粉及纳米SiO2。将上述原料按表1所示配比称料、混料。将混好的料在液压机上压制成φ36 mm×36 mm的圆柱形试样。将试样在220 ℃ 24 h下热处理,然后在高温炉中分别于1 350及1 550 ℃保温3 h埋炭烧成,。
  按照标准测定试样体积密度、显气孔率、常温耐压强度。采用激光导热仪测定试样热导率,用扫描电子显微镜观察试样断面的显微结构。
表1  基本配比(w)/%
试样  配料  焦炭  石墨+沥青  煤焦油+蒽油(外加)  添加物(外加)
编号  特点 
1 空白样 90 10 11 0
2 SiO2微粉 90 10 11 6.5
3 纳米SiO2 90 10 11 6.5
4 熔融石英 90 10 11 6.5
5 金属硅粉 90 10 11 3.0
  结果表明:(1)加入SiO2微粉、熔融石英粉、金属硅粉的试样在热处理后有碳化硅晶须生成,而加入纳米SiO2的试样在热处理后,未观察到碳化硅晶须生成;(2)较高的热处理温度有利于碳化硅晶须的生成,但温度不宜过高;(3)碳化硅晶须主要在试样缺陷或孔洞附近生成,生成反应遵循气-固反应机理;(4)与空白样相比较,加入SiO2微粉、熔融石英粉、金属硅粉的试样由于碳化硅晶须的生成使热导率提高。
(摘编自《第十二届全国耐火材料青年学术报告会论文集》2010)

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