不同碱度渣对刚玉-尖晶石浇注料的侵蚀行为研究

浇注料的抗渣侵蚀性能与钢渣的碱度密切相关。以烧结刚玉、缺陷尖晶石微粉、活性α-Al₂O₃微粉、电熔镁砂细粉和铝酸钙水泥(Secar71)为主要原料,制备了刚玉-尖晶石浇注料,采用静态坩埚法于1 600℃保温3 h进行抗渣试验,并用热力学模拟计算了液相量和液相组成,研究了刚玉-尖晶石浇注料对3种不同碱度渣(1.6、2.3和7.6)的抗渣侵蚀性能。结果表明：刚玉-尖晶石浇注料在高碱度渣中溶解能力有限,在熔渣-耐火材料界面极易形成尖晶石固溶体和六铝酸钙等高熔点物相,形成致密层阻挡熔渣渗透和侵蚀。而其在低碱度渣中溶解度较高,在浇注料-熔渣达到较高反应程度时,才开始形成尖晶石固溶体和六铝酸钙等高温相,无法形成有效的致密层阻止熔渣对浇注料的侵蚀和渗透。因此,刚玉-尖晶石浇注料对高碱度渣抗渣侵蚀能力较强,对低碱度渣抗渣侵蚀能力较弱。     

不同熔渣对钢包铝镁铬材料渣蚀行为的影响

选取冶炼取向硅钢和铝镇静钢的精炼终渣及钢包用铝镁铬砖,采用静态坩埚法于1600 ℃×3 h下进行熔渣侵蚀试验,对渣蚀后试样作显微结构分析,并测定熔渣的化学成分和熔化温度.结果显示,随着熔渣中Al2O3含量的升高和碱度的增加,熔渣的熔点升高,粘度增加.粘度较大的熔渣与耐火材料接触后扩散较慢,对耐火材料的侵蚀和渗透减弱.并且当熔渣与耐火材料的反应产物为高熔点的CA2、CA6和MA尖晶石相且连续交错分布时,能堵塞液相扩散通道,抑制熔渣向耐火材料内部的进一步渗透.     

不同条件下白云石耐火材料抗侵蚀性的研究

采用真空感应炉法与静态坩埚法,分别研究了烧成白云石耐火材料在碱度为0.6、1.1、1.5和1.8的CaO-SiO2渣与Al2O3含量为37.98%的CaO-Al2O3渣中的抗侵蚀性。真空感应炉浸棒法的试验条件是真空度5kPa、1650℃保温25min;静态坩埚法的试验条件为空气气氛下于1650℃保温60min。对侵蚀后的试样进行观察与测量,并用SEM与EDAX分析了试样的断面形貌和化学组成变化。结果表明,在静态坩埚法抗渣试验条件下,在CaO-SiO2渣中,随着熔渣碱度的升高,试样与熔渣生成高熔点的C2S保护层,阻挡了熔渣的侵蚀,表现出较好的抗侵蚀性。在真空感应炉浸渍试样的试验中,在CaO-SiO2渣中,随着熔渣碱度的升高,试样抗侵蚀性呈现出先增强后减弱的趋势;在CaO-Al2O3渣中,试样侵蚀后形成低熔点的C12A7,试样的抗侵蚀性很差。     

钢包精炼渣对不同MgO基耐火材料的侵蚀研究

利用感应熔炼炉研究了低碱度钢包精炼渣对钢包渣线部位常用的3种MgO基耐火材料(镁碳、镁碳化硅、镁尖晶石)的侵蚀,同时利用黏度试验研究了耐火材料的基质组分与熔渣混合后形成新渣相的黏度变化。研究结果表明:1)低碱度炉渣在与MgO基耐火材料中的MgO接触过程中会形成低熔点物相钙镁橄榄石(CMS),与镁铝尖晶石接触会促进钙铝黄长石(C2AS)的生成而使渣黏度增加,处于熔渣区域的SiC被氧化成SiO2而提高渣的黏度。2)熔渣对耐火材料的侵蚀程度取决于熔渣和耐火材料之间的润湿情况,熔渣黏度的增加只是在一定程度上缓解了熔渣对耐火材料的侵蚀,反应层的耐火材料在钢水和熔渣的冲刷下仍会流失到熔渣中去。     

钢渣碱度对镁碳砖侵蚀速率的影响

为深入研究钢包内衬用耐火材料在整个服役过程的动态使用损毁规律,采用感应炉旋转浸渍法进行了不同碱度(分别为1.3和2.1)精炼钢渣下的动态抗渣试验。在钢水温度为1 600℃,侵蚀时间分别为0.5、1、1.5、2、2.5、3和3.5 h时,研究了精炼钢渣的碱度对镁碳砖侵蚀速率的影响。结果表明:在侵蚀时间小于3.5 h时,低碱度钢渣对镁碳砖的侵蚀速率更大;在相同侵蚀时间内,低碱度钢渣的损毁指数更大。不同碱度的钢渣对镁碳砖侵蚀速率呈现相同规律,即增大—降低—稳定—增大的规律。     

基于数字图像相关法的铝镁质耐火材料抗侵蚀性能研究

钢渣侵蚀是耐火材料在服役过程中的主要损毁形式之一,实际侵蚀过程难以直接观察。传统上采用蚀后分析方法来评价耐火材料的抗侵蚀能力和了解侵蚀机理,但易缺少过程信息,导致结果存在偏差。因此,本文在高温可视化系统基础上,结合数字图像相关法,选取三种典型钢渣,开展铝镁质耐火材料的渣蚀行为研究,并探讨了不同钢渣及热处理温度对材料抗侵蚀能力的影响。结果表明：碱度越低的熔渣对铝镁质耐火材料的侵蚀越严重;对铝镁质耐火材料进行1 000℃以上的热处理,可有效提高材料的抗侵蚀能力;通过数字图像相关法可以获得随时间变化的平均应变曲线和侵蚀应变云图,其中平均应变曲线可以对比铝镁质耐火材料对不同钢渣的抗侵蚀能力,侵蚀应变云图可以反映侵蚀的演变过程,两者为耐火材料渣蚀过程的表征提供了量化指标。     

含钛熔渣对镁炭质耐火材料的侵蚀

采用静态浸渍法和动态浸渍法研究了TiO2 含量在 2 .4%～ 30 %之间的含钛熔渣对镁炭质耐火材料的侵蚀 ,对侵蚀后试样进行了SEM、XRD和能谱分析 ,提出了含钛熔渣对镁炭质耐火材料的侵蚀机理 :熔渣与耐火材料接触并发生作用 ,熔渣中的TiO2 、FeO等氧化物使耐火材料氧化脱碳并且形成低熔物 ;脱碳及低熔物的熔出使耐火材料孔隙和通道增多 ,这反过来又使熔渣渗入耐火材料内部的速度加快 ,加速了对耐火材料的侵蚀     

电磁场下熔渣和熔钢对镁铝尖晶石质耐火材料的侵蚀和渗透行为

为了研究电磁场作用下熔钢和熔渣对镁铝尖晶石质耐火材料的侵蚀和渗透行为,采用MgO和Al_2O_3含量(w)分别为84.40%和12.77%的镁铝砖,配制碱度为4的碱性渣,选用GCr15Si Mo钢,利用具有电磁场、真空、惰性气氛等多因素的抗渣炉,在1 600℃下进行侵蚀试验,测量试验后试样的侵蚀和渗透深度,并利用SEM、EDS、XRD对试验后试样进行表征。结果表明:电磁场作用下,熔渣和熔钢在1 600℃侵蚀1 h后,对镁铝尖晶石质耐火材料的侵蚀和渗透并不明显。因此,可以选择镁铝尖晶石质耐火材料来抵抗电磁场下熔渣和熔钢的侵蚀。     

富铝尖晶石对镁质耐火材料抗侵蚀性的影响

研究了富铝尖晶石对镁质耐火材料抗钢渣与抗钙处理钢侵蚀性的影响。结果表明 :随着富铝尖晶石加入量的增加 ,镁质耐火材料的抗钙处理钢和钢渣熔蚀性逐渐减弱 ,而抗钢渣渗透性逐渐增强 ;纯镁质和镁尖晶石质耐火材料在抗钢渣与抗钙处理钢侵蚀方面远远优于铝锆碳质材料     

Al2O3-ZrN-Sialon-C复相耐火材料抗渣侵性能研究

以板状刚玉、石墨、α-Al2O3、金属铝粉、单质硅粉为主要原料,ZrN-Sialon复相粉体为添加剂,采用酚醛树脂结合制备了Al2O3-ZrN-Sialon-C复相耐火材料.采用静态坩埚法研究了ZrN-Sialon复相粉体加入量对材料抗渣侵蚀性能的影响,借助SEM与EDS面扫描对渣蚀后材料的结构和成份进行分析,并探讨了Al2O3-ZrN-Sialon-C复相耐火材料的抗渣侵蚀机理.结果表明:ZrN-Sialon复相粉体加入量为9wt％时,材料表现突出的抗钢渣侵蚀性能.研究表明材料中Sialon氧化后生成的SiO2能形成致密的氧化保护层,同时ZrN氧化后形成的ZrO2有利于提高抗钢渣的浸润,阻止钢渣的渗透与侵蚀.分析认为Al2O3-ZrN-Sialon-C复相耐火材料的钢渣侵蚀机理为氧化-熔蚀-渗透.