不同MgO含量铝镁酸钙精炼剂对镁碳材料的动态蚀损

利用真空感应电炉模拟现场精炼工艺,研究了不同MgO含量预熔型铝镁酸钙精炼剂(CaO-MgO-Al2O3,CMA)对镁碳材料的动态蚀损过程。与传统萤石精炼相比,预熔型铝镁酸钙精炼剂对镁碳砖的蚀损明显减弱。铝镁酸钙精炼剂中MgO含量越高,镁碳砖中MgO向渣中扩散的驱动力越小;渣的黏度增大,渣向砖中的渗透深度以及砖中MgO向渣中的溶解速率降低。MgO在精炼渣中的理论饱和度为(6～8)%(质量分数,下同),但由于感应电炉内较强的搅拌作用,镁碳砖中氧化镁向渣中迁移或者扩散,冶炼终渣中MgO含量可达到20%左右。镁碳砖的侵蚀取决于精炼剂中MgO的含量和搅拌作用。     

合成渣对钢包耐火材料使用寿命的影响

为了提高钢包渣线内衬的寿命,探讨了进行炉外精炼时采用合成熔剂对造渣过程的影响.利用钙镁铝酸盐开发了新型合成熔剂,并对其进行了试验.试验表明,采用含钙镁铝酸盐的熔剂时能快速形成液态渣,如同采用铝酸钙熔剂.由于含钙镁铝酸盐的熔剂中MgO的初始含量较高,这使MgO-C砖的抗侵蚀性比采用含CaF2的炉渣时提高25%,而比采用含铝酸钙熔剂时提高15%.因此,钢包渣线内衬的使用寿命得到显著提高,吨钢耐火材料单耗下降.     

高合金钢精炼条件下钢包镁碳砖的侵蚀

通过感应炉侵蚀试验和显微结构分析,研究了高合金钢精炼条件下钢包镁碳砖的侵蚀行为。结果表明:钢包镁碳砖侵蚀较快的主要原因是较高的精炼温度,较长的精炼时间和较低的渣黏度。高合金钢渣的黏度较低,使侵蚀速度加快;精炼温度高加剧了MgO与C的脱碳反应,并且,随着温度升高,渣黏度降低,侵蚀加快;同时,精炼时间长也增加侵蚀程度。     

电磁场环境下碳含量对MgO-C砖抗高碱度渣侵蚀性能的影响

为了探索Mg O-C砖在电磁搅拌、电弧炉和感应炉等电磁场环境下使用时的抗渣侵蚀性,采用w(C)分别为6%、14%的Mg O-C砖和m(Ca O)/m(Si O2)=3.5的炉渣在中频感应炉中进行抗熔渣侵蚀试验,并对渣蚀后试样进行了XRD和SEM、EDAX分析。结果表明:在电磁场环境下,w(C)=6%的镁碳砖渣蚀后低熔点相为镁黄长石,w(C)=14%的镁碳砖渣蚀后低熔点相为黄长石。镁碳砖渣蚀过程中,w(C)=6%的镁碳砖中镁砂未完全形成镁铁(锰)固溶体或镁铁尖晶石即剥落于熔渣中;而w(C)=14%的镁碳砖中镁砂形成镁铁(锰)固溶体或镁铁尖晶石后剥落于熔渣中;在渣蚀后镁碳砖过渡层中,电磁场促进了Al2O3、Mn O、Fe O、Fe2O3的渗透,生成镁铁(锰)固溶体、镁铁尖晶石、镁铝尖晶石或金属单质,w(C)=14%的镁碳砖渗透较弱,生成的固溶体或尖晶石较少,易剥落于熔渣中。     

不同碱度渣对铝镁浇注料的侵蚀行为

以板状刚玉颗粒(≤5 mm)、电熔镁砂粉(≤0.088 mm)、电熔尖晶石粉(≤0.044 mm)、α-Al2O3微粉(d50≤0.7μm)为主要原料,经配料、混料、成型、烘干后制备了铝镁质坩埚试样,采用2种不同碱度的钢包渣(碱度分别为3.40和1.03),通过静态坩埚法对铝镁浇注料进行抗渣试验(1 600℃3 h),分析了抗渣试验后试样的渣蚀指数和显微结构,以研究不同碱度渣对铝镁浇注料试样的侵蚀行为。结果表明,低碱度渣对铝镁浇注料的侵蚀和渗透比高碱度渣严重,这主要是因为不同碱度渣与浇注料反应生成的产物不同。低碱度渣对铝镁浇注料侵蚀时,材料内部CA6和钙铝硅系化合物多相共存的组织以及CA6生成时的体积膨胀效应加剧了渣对材料的侵蚀和渗透;在高碱度渣条件下,渣与材料界面生成了CA2致密层和大量的原位MA,有效地降低了渣对材料的蚀损。     

高强抗侵蚀精炼钢包渣线镁碳砖的研制与应用

结合涟钢一炼轧厂实际情况,通过动态抗渣试验并结合高温强度等性能分析,采用≤0.074、≤0.054和≤0.03 mm三种不同粒度石墨复合加入方式以降低镁碳砖中石墨加入量,同时引入铝硅合金和碳化物研制出了适合涟钢精炼钢包渣线用的镁碳砖,并在研制基础上进行了大规模整套渣线砖的现场使用试验。结果表明,研制镁碳砖的碳含量(w)从传统的12.5%降至5.5%,而抗熔渣侵蚀能力显著提高,使用寿命较以前使用的传统渣线镁碳砖提高25%以上。     

RH精炼渣高熔点相作用浓度对粘渣的影响

为抑制RH精炼过程中熔渣中高熔点镁铝尖晶石和铁铝尖晶石相的析出以减轻浸渍管粘渣,基于分子离子共存理论,建立了CaO-SiO2-MgO-Al2O3-FeO-CaF2-MnO七元精炼渣系结构单元作用浓度的计算模型,计算了高熔点相的作用浓度,分析了熔渣组成对高熔点相作用浓度的影响. 结果表明,当RH精炼渣的碱度(CaO/SiO2, w)在4.0~5.0, CaO/Al2O3(w) 为1.5~2.0, MgO含量约10%(w), FeO含量约17%(w), CaF2含量不高于7.5%(w)时,精炼渣中MgO×Al2O3和FeO×Al2O3的作用浓度处于较低水平,不足以结晶析出,因而可以减轻RH浸渍管的粘渣. 模型计算结果与实验结果一致,为减轻粘渣用改质剂配方的设计提供了理论依据.     

镁硅质防粘渣涂料的防粘渣试验及其应用

为了验证以菱镁矿、石英、黏土、氧化铬微粉及磷酸盐为原料制成的镁硅质防粘渣涂料的防粘渣性能,采用静态坩埚法(1 600℃3 h,空气气氛)对比研究了转炉钢包渣线用普通镁碳砖和VOD钢包渣线用低碳镁碳砖在涂覆该涂料前后的防粘渣性能,分析了试验后涂料的显微结构,探讨了涂料的防粘渣机制,并在宝钢进行了实际使用试验。结果表明:防粘渣涂料在熔渣与镁碳砖之间形成了明显的隔离层,起到了较好的防粘渣作用。这是由于,防粘渣涂料在1 600℃的平衡物相为MgO、M2S及MA与MK的固溶体,无液相出现,隔离了镁碳砖与熔渣的接触,不易被钢渣溶解,也不与镁碳砖发生烧结反应,还在一定程度上保护炭素不被氧化,加之其较大的体积收缩和排气反应,使其容易与粘附在其表面的熔渣一起脱落,从而起到防粘渣的作用。实际使用表明,该涂料大大减轻了钢包的粘渣程度,并延长了渣线和包口镁碳砖的使用寿命,得到了钢厂的认可。     

铝镁浇注料的抗渣侵蚀机理

采用静态坩埚法进行了铝镁浇注料的抗渣侵蚀试验 ,从动力学和热力学角度分析了铝镁浇注料的抗渣侵蚀机理。结果表明 :浇注料的熔渣侵蚀过程受化学反应和扩散的混合控制 ;熔渣侵蚀的表观活化能约为 4 2 4 .8kJ·mol- 1;渣中CaO与Al2 O3反应生成高熔点的CA6 ,抑制了熔渣的进一步侵蚀 ;渣中CaO含量的不断降低 ,使熔渣的粘度增大 ,渗透能力降低。     

TiN提高镁碳砖抗渣侵蚀机理的研究

以3～1 mm、< 1 mm、< 0.088 mm的电熔镁砂和 < 0.15 mm的鳞片石墨为原料,热固性酚醛树脂和固体沥青粉为结合剂,制备了无添加剂和加入2%含碳TiN的两种镁碳砖试样.抗渣侵蚀试验结果表明:添加TiN的试样的抗渣性明显好于无添加剂的试样.TiN提高镁碳砖抗渣侵蚀性的主要原因是:反应层中TiN的氧化产物TiO2与渣中的CaO反应生成熔点1970 ℃的CaTiO3;脱碳层中TiN氧化后形成的TiO2与C、CaO、MgO反应生成CaTiO3、2MgO·TiO2、TiC、Ti(C,N)固溶体等高熔点矿物相,增加了渣的粘度,减轻了渣的渗透,从而提高了镁碳砖的抗渣侵蚀性.