摘要: 刚玉浇注料由于具有高强度、高体积稳定性和优良的抗渣侵蚀性能在高温行业有着广泛的应用。然而，在钢铁产能过剩的今天，工业窑炉的散热损耗成为了热损耗的一个主要原因。降低炉衬材料的热导率是减少窑炉散热的重要途径，除此之外，炉衬材料热导率的... 展开 刚玉浇注料由于具有高强度、高体积稳定性和优良的抗渣侵蚀性能在高温行业有着广泛的应用。然而，在钢铁产能过剩的今天，工业窑炉的散热损耗成为了热损耗的一个主要原因。降低炉衬材料的热导率是减少窑炉散热的重要途径，除此之外，炉衬材料热导率的降低还可以改善其抗热震性较差的不足。近年来，已经有了通过引入轻质原料来向材料中引入气孔的相关研究。本文采用了一类新型的二铝酸钙(CA2)轻质原料，其具有较高的CA2纯度及气孔率。骨料、基质和添加剂都是刚玉浇注料重要的组成部分，因此本论文通过分析试样的物相组成、显微结构、显气孔率和强度等性能，探究了二铝酸钙轻质原料的加入量和粒度、活性氧化铝的加入量以及纳米TiO2对刚玉浇注料性能的影响。 (1)随着二铝酸钙轻质原料加入量的增加，试样的强度降低，但骨料向试样中引入的气孔使得高温下的热应力得到了缓和，阻止裂纹的进一步扩展，试样的抗热震性能更好。当二铝酸钙轻质原料的粒度较大时，试样在高温煅烧后还会存在少量未反应的二铝酸钙。随着CA2轻质原料粒度的减小，试样中生成的片状六铝酸钙(CA6)尺寸更小，而加入3-5mm的CA2轻质原料向试样中引入气孔最为有效，试样具有最低的体积密度和最高的显气孔率。基于灰色关联分析，得出1550℃煅烧后浇注料各性能与二铝酸钙骨料加入量的关联度最大。 (2)活性氧化铝是刚玉浇注料基质的重要组成部分，因此本论文还分析探究了活性氧化铝的加入量对含二铝酸钙轻质原料刚玉浇注料性能的影响。结果表明，随着活性氧化铝加入量的增加，浇注料的流动性提高。当活性氧化铝加入量为6wt％时，试样的线变化量、体积密度(BD)和显气孔率(AP)都得到了优化，综合考虑其为最佳加入量。用灰色系统理论对活性氧化铝加入量与刚玉浇注料各性能的相关性进行计算分析，发现活性氧化铝的加入量对1550℃煅烧后试样的性能影响更大。 (3)通常在浇注料中加入添加剂来调控其性能。将纳米TiO2加入刚玉浇注料中，钛固溶进入CA6，能够促进其形成。随着纳米TiO2加入量的增加，晶粒生长取向发生变化，片状CA6厚度增大。加入0.5wt％的纳米TiO2可以提高在一定温度煅烧后试样的强度，同时使试样烧后线变化呈现微膨胀。 收起