镁铬耐火材料及高温装备绿色化应用研究进展

镁铬耐火材料是以方镁石和镁、铁尖晶石(Mg,Fe)(Cr,Al,Fe)_2O_4为主晶相的碱性耐火材料,具有耐火度高、高温强度大、热震稳定性优良以及抗熔渣侵蚀性和经济性等优点,在钢铁、有色、水泥等高温工业装备领域有着广泛的应用,是诸多高温装备炉衬关键部位的主导材料。然而镁铬耐火材料在氧化性气氛或与碱性氧化物如K_2O、Na_2O、CaO等共存时,在一定温度下其Cr~(3+)会部分转化为Cr~(6+),由此带来六价铬污染问题,与高温工业绿色、环保、高效的发展理念相违背。通过法规对镁铬耐火材料产业链进行规范引导、采取系列措施抑制镁铬耐火材料六价铬化合物的形成均无法从根本上消除Cr~(6+)带来的隐患,而最根本的办法是开展耐火材料无铬化研究与应用。针对高温工业装备应用镁铬耐火材料带来的污染问题,国内外耐火材料工作者相继开展了高温装备绿色化研究与应用工作。其中水泥回转窑、RH精炼炉用耐火材料取得的无铬化研究成果已经实现了产业实践,产生了积极的社会效益,特别是水泥回转窑烧成带用耐火材料率先实现了无铬化。目前在水泥回转窑烧成带取得较好使用效果的是镁钙锆质耐火材料及镁尖晶石质耐火材料,它们能够替代镁铬砖并满足服役要求,上述研究与应用成果极大促进了钢铁工业用RH精炼炉无铬化的研究与实践。当前RH精炼炉无铬化研究已经成功获得应用,并且有多种不含铬材料替代方案,其中以复合镁铝尖晶石砖的应用最为普遍,在国内外一些RH精炼炉用耐火材料已经相继实现无铬化,实现了绿色化发展理念。上述成功经验有以下两点:(1)依靠行业自主技术创新,实现企业的社会价值;(2)依赖于社会大众环保意识的提高以及政府相关环保产业政策的引导,两种合力共同推动了高温装备的绿色化应用与发展。在今后的一段时期内,镁铬耐火材料在有色等领域依然难以代替,仍然是一些炉衬关键部位的主导材料,开展有效的无铬化研究与应用任重道远,因此提高镁铬砖性能、延长服役寿命以及减少材料消耗仍是重要课题。为此需要做好以下两点:(1)提高材料抗FeO-SiO_2渣侵蚀性能;(2)提高材料的抗铜硫渗透性能。随着高温工业新工艺的实施和新技术、新装备的涌现,镁铬耐火材料在一些新领域也有一定的应用前景,因此开展高温装备绿色化研究与应用仍然是一个持久和不断进步的过程。本文归纳了镁铬耐火材料的特性及其在高温工业装备中的应用与损毁机理,重点介绍了水泥回转窑、钢水精炼RH炉绿色化研究与应用取得的积极进展,分析了炼铜炉绿色化应用存在的主要难点以及研究方向,指出了在积极推行回转窑、RH炉绿色化的同时,提高镁铬砖性能并减少其在炼铜炉中的消耗仍然是重要课题。     

锂电池正极材料合成用堇青石-莫来石质匣钵研究进展

介绍了锂离子电池正极材料合成用堇青石-莫来石匣钵的开发与应用现状,重点阐述了该材质匣钵面临的主要问题,总结分析了其损毁机制。认为含锂化合物与堇青石、莫来石反应形成的AlLiO 2和LiAlSiO 4导致较大的体积膨胀,因而在热应力及机械力的作用下出现剥落、脱皮导致损毁。同时总结了国内外关于堇青石-莫来石匣钵的改进技术途径,并指出了正极材料合成用匣钵的发展方向。