钢包渣线用后镁碳砖的回收再利用研究

对钢包渣线用后镁碳砖进行回收处理,用其制备了再生渣线镁碳砖,研究了回收料加入量(质量分数分别为60%、70%、80%)和混料量(分别为5、8 kg)对再生镁碳砖致密度、强度和抗氧化性的影响。结果表明:1)随着回收料加入量的增加及混料量的增大,再生镁碳砖的显气孔率增大,体积密度、常温耐压强度、高温抗折强度和抗氧化性减小;2)回收料加入量(质量分数)为60%时,再生镁碳砖的性能符合行业标准的要求;3)回收料中存在假颗粒,残碳量高,杂质多,是造成再生镁碳砖致密度、强度和抗氧化性差的原因;4)为了提高再生镁碳砖的质量,必须控制回收料的加入量,选择混练效果好的混碾设备,并注意回收料中残碳对再生镁碳砖性能的影响。     

镁碳砖用酚醛树脂的研制

研究了镁碳砖用酚醛树脂合成配方和工艺,得出了最好的配方和工艺;合成出来的酚醛树脂满足优良结合剂必须具备的标准,在实际生产中使用效果良好。     

用后镁碳砖的再生研究

以用后的废镁碳砖为原料,经过拣选、除渣、破碎、除铁、均化和水化等处理后,制成再生镁碳砖。以97%的用后镁碳砖料再生的镁碳砖的各项性能接近或达到新镁碳砖的水平;以80%的用后镁碳砖料再生的镁碳砖用在300t钢包渣线上,在有20炉次LF处理的情况下,其使用寿命达到82炉次,渣线侵蚀速度为每炉1.28mm。使用结果证明,这种再生镁碳砖达到了同期使用的由电熔镁砂和石墨为原料而生产的新镁碳砖的水平。     

150t LF-VD炉渣线用优质镁碳砖的研制

针对宝钢 15 0tLF -VD炉的操作条件 ,对渣线用镁碳砖进行了研究。结果表明 :1)砖的体积密度和 175 0℃ ,3h埋炭处理后的强度随镁砂细粉含量的增加而降低 ;2 )在 1～ 5mm的临界尺寸范围内 ,4mm的临界粒度最有利于提高镁碳砖的抗侵蚀性 ;3)硅粉和CaZrO3的加入都不利于镁碳砖的抗侵蚀性 ,且随着CaZrO3含量增加 ,抗侵蚀性变差 ;4 )添加特殊抗氧化剂的镁碳砖的抗氧化性和抗侵蚀性显著提高。研制的成本较低、性能非常优良的镁碳砖应用于宝钢 15 0tLF -VD炉渣线 ,与以前镁碳砖相比 ,抗侵蚀性提高 2 0 %以上 ,使用寿命达 4 6炉次 ,显著优于进口产品。     

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。     

钢包渣线用镁碳砖损毁机理的分析

对钢包渣线用镁碳砖的损毁机理做了分析。利用光学显微镜、电子显微镜及X射线光谱分析方法对结渣层的特性及炉渣与耐火材料之间的反应进行了测定。此外，对砖体内的微观结构变化做了评估。查明了耐火材料受到侵蚀作用的机理，即：石墨的氧化、炉渣向基质及MgO颗粒周围空间内的渗透、形成镁富氏体、MgO颗粒增大，以及最终MgO颗粒溶解于炉渣中.     

精炼钢包渣线镁碳砖被侵蚀的显微分析

通过静态和动态抗渣实验,考查了精炼钢包用渣线镁碳砖被侵蚀的情况,并从显微分析的角度研究了镁碳砖被侵蚀的原因.研究表明,在静态实验中,镁碳砖中的氧化镁会溶解到熔渣中去,方镁石晶粒间的杂质在高温下形成低熔相成为熔渣侵入的通道并促进了该溶解过程.在动态实验中,由于镁碳砖中的石墨会溶解到钢水中,位于钢水和熔渣界面的熔渣进而渗透到镁碳砖中,加上钢水的冲刷等因素造成镁碳砖的损毁.     

莱钢钢包渣线用后镁碳砖的梯度利用技术

为了使钢包渣线用后镁碳砖物尽其用,研发了钢包用后渣线镁碳砖的梯度利用技术:对于残厚大、表观质量好的用后镁碳砖,经定尺切割加工后直接用于修砌异型坯连铸机中间包工作衬;对于残厚小、表观质量差的用后镁碳砖,加工成不同粒度和品级的再生颗粒料,根据使用要求选用不同的再生颗粒料研制出了再生镁铬碳质涂抹料、高档再生镁碳质涂抹料和低档再生镁碳质涂抹料。钢包用后渣线镁碳砖梯度利用技术在莱钢连铸中间包上应用后,解决了影响中间包寿命的关键技术难题,实现了中间包耐火材料的长寿化和低成本化。     

再生镁碳砖和铝镁碳砖在精炼钢包上的应用

介绍了采用64%～88%质量分数的用后钢包再生料制造的再生镁碳砖和再生铝镁碳砖的性能以及在精炼钢包上的应用情况。使用结果表明,根据使用条件和再生料的特点,把镁碳砖的制造技术和使用条件结合起来设计制造的再生镁碳砖,其使用效果显著好于原镁碳砖:在300 t精炼钢包渣线上的使用寿命提高15%,在50 t LF-VD炉渣线上的使用寿命提高50%以上。     

提高精炼钢包渣线砖寿命的措施

随着钢铁冶炼技术的发展和市场的推动,很多钢厂都采用了新工艺新技术,从以产量促效益转变到以质量生效益,生产高附加值的产品。炼钢新工艺、新技术对耐火材料(特别是钢包耐火材料)的寿命也提出了更高的要求。以宝钢股份为例,钢包精炼比增     

钢包渣线用超低碳MgO-MA-C砖的研制与应用

以高纯电熔镁砂、镁铝尖晶石微粉和纳米炭素为主要原料,分别加入总量为4%(质量分数)的硅粉、铝粉和硅粉-铝粉复合粉为防氧化剂,加入清洁的自来水混练均匀后,在500 t 摩擦压砖机上成型为碳质量分数小于1%的超低碳MgO-MA-C 标型砖试样.在对比各试样(包括普通MgO-C砖试样)的抗氧化性能、高温抗折强度、体积稳定性和抗渣性的基础上,对配方和生产工艺进行了优化,研制出了性能较好的超低碳(碳质量分数小于1%)MgO-MA-C砖.所研制砖在武钢200 t转炉钢包渣线区使用,平均使用次数达75次.     

炉外精炼钢包渣线用MgO-C砖

精炼钢包渣线受到真空搅拌的强烈冲刷，炉渣的严重侵蚀和周期性热循环损伤，使用条件十分苛刻。采用优质MgO-C砖，使用效果良好。分析了影响精炼钢包使用的因素。     

纳米改性碳/酚醛树脂基复合材料性能研究

针对碳/酚醛树脂基复合材料层间剪切强度低的缺点,采用纳米填料进行改性。测试了2种纳米填料(纳米碳纤维、碳纳米管)改性后酚醛树脂的热解性能,研究了纳米填料对复合材料力学性能、烧蚀性能以及高温炭化后力学性能的影响,并观察分析了复合材料测试后的微观形貌。研究结果表明,纳米填料改性后,复合材料的力学性能、烧蚀性能均有所改善。其中,纳米碳纤维改性后复合材料的常温层间剪切强度达到24.9 MPa,氧乙炔线烧蚀率为22.75μm/s,质量烧蚀率为23.58 mg/s。纳米碳纤维表面粗糙,与树脂基体的界面强度高,因此其改性后的力学性能和烧蚀性能优于碳纳米管。     

纳米炭纤维含量对其酚醛复合材料性能影响

采用纳米炭纤维对酚醛树脂改性,通过力学性能、烧蚀性能测试以及电镜和X-射线光电子能谱(XPS)分析研究了纳米炭纤维含量对炭/酚醛树脂基复合材料性能的影响。结果表明,当纳米炭纤维质量分数为15%时,其改性复合材料的层间剪切强度最大,达到31.17 MPa,氧乙炔线烧蚀率最小,为0.020 mm/s。分析了其改性机理,指出纳米炭纤维在树脂中的分散均匀程度是获得理想复合材料性能的关键。     

用后镁碳砖回收料加入量和粒度对镁碳砖性能的影响

对钢包用后镁碳砖进行拣选、除杂、破碎、颗粒分离处理,制成回收料,研究回收料加入量和粒度对镁碳砖性能的影响.结果发现:(1)引入回收料均不同程度降低了镁碳砖的致密度、常温耐压强度、高温抗折强度和抗渣侵蚀性,以引入≤0.074 mm回收料对其各项性能降低程度影响最大.(2)引入5～3 mm回收料对镁碳砖致密度影响最小,平均引入1%质量分数的5～3 mm回收料,其体积密度降低0.003 9 g·cm-3,显气孔率增加0.108 7%.(3)引入3 ～1 mm 回收料对镁碳砖常温耐压强度和高温抗折强度影响最小,乎均引入1%质量分数的3 ～1 mm回收料,其常温耐压强度降低1.66 MPa,高温抗折强度降低0.11 MPa.     

不同碳含量对镁碳砖性能的影响

研究了碳含量的变化对镁碳砖抗渣侵蚀性、抗氧化性能、高温抗折强度和热震稳定性的影响。研究结果表明：随碳含量增加,镁碳砖的体积密度、耐压强度降低;碳含量在6%~8%时,镁碳砖的高温抗折强度、热震稳定性、抗渣侵蚀性及抗氧化性能好;碳含量低,镁碳砖的抗渣侵蚀性降低;碳含量为14%时,镁碳砖的抗氧化性能最差。     

LF渣粉化原因及其对渣线MgO-C砖的损毁

采用XRD和化学分析等方法对LF渣的粉化原因及其对渣线用MgO-C砖的损毁进行了研究。结果表明:LF渣粉化的原因与其碱度(CaO与SiO2的质量比 )及C2S的数量无关,而在于α′ C2S是否转变为γ C2S(伴随 12%的体积膨胀);LF渣粉化后,在镁碳砖工作面上不仅不能形成具有保护作用的挂渣层,而且导致工作面松散、掉块,因此造成砖的损毁加剧。     

Phase and microstructural evolution of low carbon MgO-C refractories with addition of Fe-catalyzed phenolic resin

In the present paper, phase and microstructural characterization of low carbon MgO-C refractories with addition of Fe-catalyzed phenolic resins as binder were investigated. Initially, phenolic resin was modified using various amounts of Fe particles as catalyst originated from iron nitrate ([Fe(NO₃)₃·9H₂O]). The MgO-C matrix compositions were prepared by using 7% of modified phenolic resin, shaped and cured at 200?°C for 24?h. The cured samples were coked in the temperature range from 800 to 1400?°C and then characterized by XRD and FE-SEM techniques. Based on attained results, in-situ graphitic carbons, particularly in carbon nanotubes (CNTs) network were gradually formed from Fe-catalyzed phenolic resin in the matrix of MgO-C refractory bodies. It was also clarified in comparison with sample containing as-received phenolic resin, more ceramic whiskers such as Al₄C₃, AlN, MgO and MgAl₂O₄ were formed in the matrix of MgO-C specimens with addition of Fe-catalyzed phenolic resin binder and significally increased with coking temperature. Microstructural observation showed the graphitic carbons like CNTs and ceramic whiskers mainly formed in the bonding phase between the aggregates, that certainly leads to enhancement of physical and mechanical properties of MgO-C refractories.