优质硅砖生产中原料除铁工艺及添加剂自动添加系统的研发

为提高硅砖的成品率和性能指标,进一步降低产品能耗,研究了硅砖生产过程中容易影响制品性能和成品率的关键环节和设备,并参考国内外先进技术,研发出原料除铁工艺及添加剂、矿化剂自动添加系统,确定了优质硅砖生产线相应环节的最佳技术方案,最大限度地提高了成品质量并降低能耗。     

用单向凝固法制备含定向气孔的多孔镁尖晶石

含定向气孔的多孔镁尖晶石(MgAl2O4)在高压氩气和氢气混合气体中利用单向凝固法进行制备。在结晶试样中发现具有大方向性和小面结构的两种气孔。前一种气孔在多孔结构中占主要地位。通过在凝固过程中蒸发掉MgO从而在凝固多孔尖晶石中形成作为第二相的少量游离刚玉相。增大总气压,凝固试样的气孔尺寸减小,而气孔率保持不变。气孔率和试样的气孔尺寸随着氢气局部压力的增加而增大。在10%H2-90%Ar和1%H2-99%Ar混合气中所形成试样的气孔率分别为30%和10%,且在Ar气氛下的气孔率极低,甚至没有气孔。     

含SiC的红柱石耐火材料在水泥窑内高温腐蚀过程中的微观结构演变

利用事后分析方法对SiC改性的红柱石耐火材料的腐蚀化学过程进行了研究,认为K+和Ca2+两种离子作为主要的腐蚀剂存在于水泥窑生产线的旋风预热器中。研究发现,腐蚀反应的过渡过程与暴露于腐蚀介质的面(热面)到Al2Si O5-SiC砖中变化相对较小的中间区域之间的距离呈函数关系。研究了Al2Si O5和SiC颗粒的化学变化,并在二元(CaO-SiO_2和K2O-SiO_2)和三元(K2O-Al_2O_3-SiO_2和CaO-Al_2O_3-SiO_2)相平衡系统的基础上进行了讨论。SiO_2和Al2Si O5与CaO和K2O发生反应生成了Ca和K-Si氧化物相,以及钙-铝硅酸盐-钙铝黄长石Ca2Al2SiO7和钾-铝硅酸盐-六方钾霞石KAlSiO4和白榴石KAlSi2O6。SiC-或ZrSiO4-红柱石耐火砖与局部脱碳材料接触后,利用加热显微镜的热分析对其进行评估。     

新研发的耐火材料的性能评估

根据实验室测试结果对耐火材料实用性进行了评估。用于金属浇铸的材料其抗钢水的腐蚀性是关键属性,特别是一些合金钢极具侵蚀性。有几种高质量的材料可以在钢水中高温下长时间抵抗侵蚀,并且适用于钢厂中用于钢水浇注的浇铸系统。通过确定润湿角对耐火材料实用性评估的可能性进行了讨论。     

硅铁粉粒度对合成氮化硅铁的影响

采用FeSi75为原料,利用直接氮化合成法制备了氮化硅铁粉末,研究了中位径(d50)分别为13.41μm、8.023μm和5.229μm的3种硅铁粉分别在1150℃、1250℃和1350℃保温9h处理后的氮化规律。借助XRD、SEM等测试手段测定和观察了产物的物相组成和显微形貌。结果表明:较细的硅铁粉(d50=5.229μm)氮化时,反应快速、剧烈,导致烧结严重,氮化效果差,而较粗硅铁粉(d50=13.41μm)氮化效果较好;较细硅铁粉氮化后易于形成须状、纤维状和柱状氮化硅晶体,较粗硅铁粉氮化后易于形成球状氮化硅团聚体。制备的氮化硅铁中有大量充满氮化硅的孔洞,产物中的Fe3Si与FexSi被其包围,这种结构有利于体现氮化硅铁的优异性能。     

石灰对生物废弃物细菌质量的优化

对阿瓦士废水处理厂的生物废弃物在添加石灰后的细菌质量进行了评估和优化。研究了厌氧消化池中以及添加了石灰的生物废弃物的稳定性和再利用能力。可以看到,石灰添加剂能够增强生物废弃物的稳定性,还减少了超过99.99%的大肠杆菌,符合美国环境保护署(USEPA)条例的B等级标准。因此,石灰稳定型生物废弃物可以很好的用于修护贫瘠土壤和垃圾填埋场中的废物掩埋。     

Al2O3-MgO质耐火浇注料的铝酸钙水泥来源评估

氧化铝-氧化镁耐火浇注料结合相为铝酸钙水泥,在1 200℃以上,生成原位尖晶石（MgAl2O4）、CA2和CA6而表现出膨胀特性。用石灰含量更少（20%CaO）的水泥替代所用的典型水泥（30%CaO）可控制体积。改变水泥来源也将影响浇注料的许多性质,基于此,评估了水泥来源对工艺步骤和氧化铝-氧化镁浇注料性能的影响。指出,每种水泥来源在整个工艺步骤中有其特殊的性能,并强调了为得到工作环境下所要求的性能选择合适水泥来源的重要性。     

对耐火材料耗损的传质系数的CFD模拟

根据生产环境的影响,对耐火材料腐蚀进行量化,目前业界对此很关注并规定了减弱腐蚀的措施。本文的目的是根据影响因素确定耐火材料或渣的传质系数。为此进行了动态耐火渣测试并研究了气体净化钢包。本研究依据计算流体动力学(CFD),并借助尺寸分析和参数变化建立方程式,由方程式得出无量纲传质系数与工艺参数的函数关系。该式也估算出不同的工艺参数对耐火材料腐蚀的影响。     

采用煤预处理技术提高焦炭质量

日本于1983年和1992年分别采用了CMC和DAPS煤预热工艺。利用CMC可将煤水分降至5％－6％．利用DAPS可将煤水分降至2％-3％。