SiC/Fe_xSi_y复合材料抗氧化性能研究

对以铁尾矿为主要原料制备的S iC/FexS iy复合材料进行抗氧化性能实验。变温氧化实验结果表明,复合材料在1000℃下有很好的抗氧化性能,而在1180℃以上氧化明显加剧。随氧化时间的延长,扩散成为控制性环节,表现为保护性氧化。复合材料在整个变温氧化过程中,表现为先失重再增重;1210℃时,增重达到最大值;整个变温氧化过程分为三个阶段:(1)增重阶段;(2)恒重阶段;(3)失重阶段。复合材料的氧化规律服从化学反应控速-混合控速-扩散控速三段模型。通过对复合材料恒温氧化动力学推导,求出材料在不同阶段表观活化能及频率因子,进而可推导出各阶段氧化速度常数k和温度T(K)的经验关系式

基于涂层防护的含碳球团制备海绵铁的研究

为了减缓海绵铁的高温再氧化,在以含碳球团制备海绵铁的过程中,在含碳球团表面包覆一层约0.25mm厚的Al2O3-MgO-CaO-SiO2陶瓷料浆作为保护层,研究了有无防护层的海绵铁在制备过程中的金相组织及微观形貌,分析了氧化产物的物相组成,测试了球团的金属化率,考察了包覆层对含碳球团还原过程的影响,探讨了涂层防护含碳球团的还原行为和防护机理。研究结果表明,含碳球团"自还原"过程中表层还原产物FeO在高温下通过塑性变形进入包覆层,并包裹其中的功能组元MgO颗粒,两者发生固溶反应生成主要成分为(MgO)0.239(FeO)0.761的致密层,该致密层可进一步氧化生成内层为"针状"的Fe2.95Si0.05O4、外层为"补丁"状的MgFe2O4尖晶石结构的防护层,防护层的总厚度为0.20mm,可通过挤压形变处理的方式使其从海绵铁基体上完整剥落。涂层防护改变了海绵铁疏松多孔的氧化皮结构,致密的防护层很好地维持含碳球团内部的还原性气氛,防止生成的海绵铁被高温氧化性炉气二次氧化,在富氧炉况下取得了80%的金属化率(与无防护涂层的含碳球团相比,金属化率提高了59.5个百分点)

硅微粉对高炉渣矿物聚合材料性能的影响

以高炉渣为主要原料,煅烧高岭土为主要配料制备矿物聚合材料,28d抗压强度为43MPa,抗折强度为6MPa。在固体粉料中添加硅微粉,考察其对聚合材料性能的影响,实验结果表明,添加硅微粉后,材料气孔率降低,28d抗压强度提高了约30%,达57MPa,抗折强度提高了约50%,为9.5MPa,同时材料的流动性和抗淡水侵蚀能力显著增强。XRD及SEM分析表明,加入硅微粉后,聚合反应完全,产物非结晶态趋势增强,三维架构中形成更多四面体结构,材料裂纹相对减少,且断口参差不齐,材料韧性得到了提高

硫酸烧渣煤基直接还原工艺的实验研究

以硫酸烧渣和无烟煤粉为原料,用圆盘造球机造球,研究了粘结剂及其添加量对含碳球团强度的影响,确定了合适的粘结剂及其添加量;用该含碳球团进行还原焙烧,考察了还原温度、还原时间以及配煤量对球团金属化率的影响,确定了最优的工艺参数,即还原温度为1150℃,还原时间为20分钟,C/O为1.15,在此参数下还原焙烧,金属化球团的金属化率可达98.26%。用SEM-EDS分析了金属化球团的微观结构,认为在不影响球团金属化率的情况下,适当的提高还原温度和延长还原时间,能改善直接还原铁的结晶缺陷,提高金属化球团的致密性,进而提高金属化球团抵抗二次氧化的能力

基于涂层防护的含碳球团制备海绵铁的研究

为了减缓海绵铁的高温再氧化,在以含碳球团制备海绵铁的过程中,在含碳球团表面包覆一层约0.25mm厚的Al2O3-MgO-CaO-SiO2陶瓷料浆作为保护层,研究了有无防护层的海绵铁在制备过程中的金相组织及微观形貌,分析了氧化产物的物相组成,测试了球团的金属化率,考察了包覆层对含碳球团还原过程的影响,探讨了涂层防护含碳球团的还原行为和防护机理。研究结果表明,含碳球团"自还原"过程中表层还原产物FeO在高温下通过塑性变形进入包覆层,并包裹其中的功能组元MgO颗粒,两者发生固溶反应生成主要成分为(MgO)0.239(FeO)0.761的致密层,该致密层可进一步氧化生成内层为"针状"的Fe2.95Si0.05O4、外层为"补丁"状的MgFe2O4尖晶石结构的防护层,防护层的总厚度为0.20mm,可通过挤压形变处理的方式使其从海绵铁基体上完整剥落。涂层防护改变了海绵铁疏松多孔的氧化皮结构,致密的防护层很好地维持含碳球团内部的还原性气氛,防止生成的海绵铁被高温氧化性炉气二次氧化,在富氧炉况下取得了80%的金属化率(与无防护涂层的含碳球团相比,金属化率提高了59.5个百分点)

SiC/Fe_xSi_y复合材料抗氧化性能研究

对以铁尾矿为主要原料制备的S iC/FexS iy复合材料进行抗氧化性能实验。变温氧化实验结果表明,复合材料在1000℃下有很好的抗氧化性能,而在1180℃以上氧化明显加剧。随氧化时间的延长,扩散成为控制性环节,表现为保护性氧化。复合材料在整个变温氧化过程中,表现为先失重再增重;1210℃时,增重达到最大值;整个变温氧化过程分为三个阶段：（1）增重阶段;（2）恒重阶段;（3）失重阶段。复合材料的氧化规律服从化学反应控速-混合控速-扩散控速三段模型。通过对复合材料恒温氧化动力学推导,求出材料在不同阶段表观活化能及频率因子,进而可推导出各阶段氧化速度常数k和温度T（K）的经验关系式

氯化冶金炉耐火材料腐蚀、黏附行为研究

氯化冶金工艺中炉料成分复杂,易对氯化冶金炉耐火材料产生腐蚀、黏附,影响耐火材料的寿命,并阻碍氯化焙烧提金工艺产业化。将4种常见Al2O3-Si O2系耐火砖小块放入炉料中长时间焙烧,分析其接触面的物相,得出含Ca Cl2的矿粉在高温下对耐火材料的界面腐蚀特性：1 200℃下高铝耐火砖不粘料、不与炉料反应,高硅耐火砖中Si O2则会与炉料中Ca反应而被侵蚀;1 250℃时由于铁氧化物在氧化铝中的固溶及低熔点物质的生成,高铝耐火砖开始发生炉料的黏附;1 250℃时高硅耐火砖开始发生炉料的渗入,并由于Ca元素与Si O2的反应而被侵蚀;随着温度的升高,Fe2O3在Al O3中的固溶量增加,1 300℃时铁在高铝耐火材料中的富集更为明显

铁尾矿制备SiC／FexSiy复合材料的工艺及性能研究

在合成SiC／FexSiy复合粉体的基础上，利用高温渗硅反应烧结制备工艺制得了SiC／FexSiy复合材料。研究了合成复合材料的关键工艺参数，确定最佳合成工艺参数为：炭黑配量5％，反应温度1550℃，恒温时间2h．FexSiy含量为5％的复合粉体。复合材料的最大常温抗折强度约为130MPa，且随烧结温度和材料中FexSiy相含量的变化而改变。SiC／FexSiy复合材料的抗折强度先随温度的升高而增加，直至转折温度Tm（90℃），然后随温度的升高而下降。材料的热导率随温度的升高而降低，在20～25℃下降迅速，之后下降幅度减缓。SiC／FexSiy复合材料的线膨胀系数随温度的升高而增加，800℃以后线膨胀系数变化幅度增大

铁尾矿制备SiC／FexSiy复合材料的工艺及性能研究

在合成SiC／FexSiy复合粉体的基础上，利用高温渗硅反应烧结制备工艺制得了SiC／FexSiy复合材料。研究了合成复合材料的关键工艺参数，确定最佳合成工艺参数为：炭黑配量5％，反应温度1550℃，恒温时间2h．FexSiy含量为5％的复合粉体。复合材料的最大常温抗折强度约为130MPa，且随烧结温度和材料中FexSiy相含量的变化而改变。SiC／FexSiy复合材料的抗折强度先随温度的升高而增加，直至转折温度Tm（90℃），然后随温度的升高而下降。材料的热导率随温度的升高而降低，在20～25℃下降迅速，之后下降幅度减缓。SiC／FexSiy复合材料的线膨胀系数随温度的升高而增加，800℃以后线膨胀系数变化幅度增大

硫酸烧渣煤基直接还原工艺的实验研究

以硫酸烧渣和无烟煤粉为原料,用圆盘造球机造球,研究了粘结剂及其添加量对含碳球团强度的影响,确定了合适的粘结剂及其添加量;用该含碳球团进行还原焙烧,考察了还原温度、还原时间以及配煤量对球团金属化率的影响,确定了最优的工艺参数,即还原温度为1150℃,还原时间为20分钟,C/O为1.15,在此参数下还原焙烧,金属化球团的金属化率可达98.26%。用SEM-EDS分析了金属化球团的微观结构,认为在不影响球团金属化率的情况下,适当的提高还原温度和延长还原时间,能改善直接还原铁的结晶缺陷,提高金属化球团的致密性,进而提高金属化球团抵抗二次氧化的能力