耐火浇注料加热过程中气孔结构参数与透气度的关系研究

发布时间：2020-04-26 08:01

【摘要】：致密耐火浇注料在初次使用或烘烤过程中容易发生爆裂。透气度是评价耐火浇注料烘烤过程中抗爆裂性能重要参数,透气度与气孔结构参数有密切关系。探究耐火浇注料透气性与其气孔结构参数之间的关系,有利于改善浇注料在烘烤过程中的透气性,提高抗爆裂性,同时借此研究方法有助于指导研究人员进行新材料的设计。为了探究耐火浇注料加热过程中气孔结构参数与透气度的变化规律,论文以低水泥超低水泥和MgO-SiO_2-H_2O结合的刚玉质浇注料为研究对象,根据浇注料气孔结构参数随烘烤制度不同而变化的情况,制作了不同气孔结构参数浇注料试样,利用多元线性回归和灰色关联度分析方法,研究了烘烤制度对浇注料气孔结构和透气度的影响,分析了耐火浇注料透气性与气孔结构参数之间的定量关系。通过研究得到以下结论:(1)由于刚玉质浇注料烘烤过程中的脱水特性,浇注料的气孔率、平均孔径和孔隙曲折度随着烘烤制度变化表现出规律性变化。对于低水泥浇注料,随着烘烤温度的升高,平均孔径呈现减小的趋势,而气孔率和孔隙曲折度呈现增加的趋势;烘烤温度一定时,除100℃和200℃外,预烘后低水泥浇注料的气孔率、平均孔径和孔隙曲折度随烘烤时间变化呈保持不变的趋势。对于超低水泥耐火浇注料,烘烤温度一定时,预烘后超低水泥浇注料的气孔率、平均孔径和孔隙曲折度随着烘烤时间变化呈保持不变的趋势;烘烤时间保持不变时,浇注料的气孔率和孔隙曲折度随着烘烤温度的升高呈增加的趋势,而平均孔径随着烘烤温度的升高呈减小的趋势。对于MgO-SiO_2-H_2O浇注料,烘烤温度一定时,预烘后MgO-SiO_2-H_2O浇注料的气孔率、平均孔径和孔隙曲折度随烘烤时间变化呈保持不变的趋势;烘烤时间一定时,随着烘烤温度的升高,气孔率和平均孔径先呈现增加的趋势,而孔隙曲折呈现减少的趋势,200℃以后,气孔率、平均孔径和孔隙曲折度随烘烤温度变化呈保持不变的趋势。(2)在烘烤过程中,水泥结合浇注料的透气度随着烘烤制度变化呈现规律性变化。对于低水泥浇注料,烘烤温度一定时,预烘后的低水泥浇注料的透气度随烘烤时间变化呈保持不变趋势;烘烤时间一定时,透气度随着烘烤温度的升高而升高。对于超低水泥浇注料,烘烤温度一定时,预烘后的超低水泥浇注料的透气度随烘烤时间变化呈保持不变的趋势;烘烤时间一定时,透气度先随着烘烤温度的升高呈增加的趋势,400℃以后呈保持不变的趋势。对于MgO-SiO_2-H_2O浇注料,透气度随着烘烤制度的变化规律不明显。(3)耐火浇注料透气度与其气孔结构参数密切相关,提出的刚玉质水泥结合耐火浇注料透气度与气孔结构参数定量关系模型,即k=B×η~(2.5)×D~(-0.5)(B为经验常数;η为气孔率(%);D为平均孔径(m))可以较好表征刚玉质水泥结合耐火浇注料透气度与气孔率和平均孔径之间的定量关系。(4)不同孔径的气孔对浇注料透气度影响不同。对于低水泥浇注料,孔径在0.3~0.1 um区间的气孔对浇注料的透气度影响最大。对于超低水泥浇注料,100℃和300℃时,孔径在≤0.1 um区间的气孔对浇注料的透气度影响最大,600℃时,孔径在1~0.3um区间的气孔对浇注料的透气度影响最大。对于MgO-SiO_2-H_2O浇注料,孔径在1~0.3 um区间的气孔对浇注料的透气度影响最大。
【学位授予单位】：中钢集团洛阳耐火材料研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ175.732

【参考文献】