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。     

掺铬铁渣的铝镁系浇注料的制备与性能研究

为了综合利用生产高碳铬铁合金时产生的铬铁废渣,采用50%(w)的电熔镁砂颗粒、41%(w)的电熔镁砂粉+铬铁渣粉、5%(w)的高铝水泥、4%(w)的硅微粉制备了掺加铬铁渣的铝镁系浇注料,并研究了掺加不同量铬铁渣粉(镁砂粉与铬铁渣粉的质量比分别为0 10、1 10、2 10和3 10)的该浇注料经1 200℃3 h烧后的线变化率、体积密度、显气孔率、常温抗折强度、常温耐压强度、抗热震性和抗渣性。结果表明:掺加41%(w)铬铁渣的铝镁系浇注料经1 200℃3 h烧后的综合性能最佳,其常温耐压强度可达55 MPa,抗热震性和抗渣性良好。     

MgO含量对铝镁质浇注料性能的影响

借助ＳＥＭ和ＥＤＡＸ分析等手段研究了ＭｇＯ含量对铝镁质脱硅出铁沟浇注料性能的影响。结果表明：ＭｇＯ含量（质量分数,下同）提高至３％,能显著地提高浇注料对脱硅剂的抗渗透性能,这主要是由于浇注料中反应生成的 ＭｇＡｌ２Ｏ３能大量吸收脱硅剂中的ＦｅＯ（Ｆｅ２Ｏ３）,形成尖晶石固溶体,引起熔渣粘度增大;但生成的ＭｇＡｌ２Ｏ３量过多时,会引起浇注料的组织结构疏松,降低浇注料的抗渣性能。浇注料中适宜的ＭｇＯ含量为３％－６％。     

渣对铝镁炭砖的侵蚀与渗透

对电炉连铸钢包用后铝镁炭砖进行了ＳＥＭ和ＥＰＭＡ观测分析。探讨了渣对铝镁炭砖的侵蚀与渗透机理，并提出了抑制渣渗透的措施。     

尖晶石形成型和尖晶石添加型超低水泥浇注料的抗渣性能

研究了含有尖晶石的低水泥浇注料的抗渣性能，指出了氧化镁的加入量的影响，并研究了含有尖晶石的试样的侵蚀机理。     

SiO2微粉对镁质浇注料抗渣侵蚀性能的影响

本文通过静态渣侵蚀方法,研究了SiO2微粉对镁质浇注料抗中间包熔渣性能的影响,并借助于XRD和SEM对渣侵蚀实验后的浇注料试样进行了矿物相和显微结构的分析.实验结果表明:熔渣中的CaO会与材料基质中的MA反应生成低熔点的铝酸盐,并沿材料中的气孔进行渗透,这是镁质浇注料的侵蚀的主要原因.SiO2微粉的加入可以促进材料中MA的长大,同时在材料中可以生成一定量的钙镁橄榄石低熔物,促进材料的烧结,增加材料的致密度,而提高材料的抗渣性.     

LF渣和ρ-Al_2O_3结合铝镁质浇注料的相互作用

以5~3 mm棕刚玉和3~1、≤1 mm板状刚玉为骨料,以0.074 mm电熔白刚玉、0.088 mm电熔镁砂和0.061 mm尖晶石为细粉,以ρ-Al2O3微粉为结合剂,研究了加入质量分数8%的90尖晶石和加入质量分数7%的97电熔镁砂细粉的铝镁质浇注料常温物理性能、抗LF渣的侵蚀和渗透性能。采用SEM对侵蚀后试样进行了显微结构分析,并利用热力学软件Factsage 6.2对侵蚀过程进行了模拟。结果表明:加入质量分数8%的90尖晶石的铝镁浇注料比加入质量分数7%的97电熔镁砂的铝镁浇注料在各温度处理后的常温强度高,显气孔率低,体积密度大,抗LF渣渗透性能优异。铝镁浇注料中引入较多MgO在高温下大量形成原位尖晶石,易造成较大的体积膨胀,对抗渣渗透性能不利,但有利于吸收渣中FeO、MnO,提高渣的黏度,对抗渣侵蚀性能有利。试验结果与热力学软件模拟结果吻合。     

硅酸铝质振动耐火浇注料的抗渣性

本文研究了由机械方式活化的硅酸铝结合剂悬浮物制成的耐火烧注料的抗渣性，振动耐火浇注料结合部分的物质组成显著地影响其抗渣性，加入刚玉细粉，锆英石细粉及含铬细粉有一定效果，此种浇注料在均热炉内衬及平炉炉门内衬中的试验效果良好。     

镁锆质浇注料的抗渣性研究

采用坩埚法研究了镁锆质浇注料的抗渣性.结果表明:随着配料中锆英石的增加,浇注料抗渣渗透性增强,抗渣侵蚀性降低.文中主要探讨了镁锆质浇注料抗渣渗透性机理.     

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。     

BN对Al2O3-MgO系浇注料性能的影响

研究了分别添加0,1%,1.5%,3%的氮化硼的Al2O3-MgO浇注料分别在空气和埋炭气氛下于1600℃保温3 h烧成后的物理性能和抗渣性能,借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜对材料的物相变化和显微结构进行了分析和观察.研究结果表明(1)在空气中1600℃烧成时,BN氧化生成B2O3并放出N2,B2O3与Al2O3反应生成一定量的过渡液相,促进了浇注料烧结,使浇注料线收缩增大,体积密度升高,显气孔率下降,抗折强度明显提高;而当BN加入量超过1%时,其氧化后形成大量的气孔,阻碍了浇注料的致密化过程,影响了浇注料的上述物理性能.(2)在埋炭条件下烧成时,浇注料中BN不易被氧化,它的存在使浇注料难于烧结,同时,浇注料中引入的镁砂和铝酸钙水泥与氧化铝反应伴随着一定体积膨胀,使浇注料体积密度下降,显气孔率增加,抗折强度下降.(3)在空气和埋炭条件下的抗渣试验发现,当在浇注料中加入1%BN时,其抗转炉终渣侵蚀性能均有较大的提高.但两种试验条件下浇注料抗渣作用机理不同在空气中,BN氧化后形成的过渡液相吸收了生成镁铝尖晶石等反应所伴随的体积膨胀,促进了浇注料烧结,抑制了渣的渗透和侵蚀;而埋炭条件下,浇注料基质中的氮化硼难以被氧化物熔渣润湿,阻碍了渣的渗透和侵蚀,因而使浇注料具有优良的抗渣侵蚀性和渗透性.     

Si3N4对镁质浇注料抗渣性能的影响

以95烧结镁砂为主要原料,以SiO2微粉为结合剂,在配料的细粉部分分别以0、3%、4%、5%的β-Si3N4细粉替代等量的镁砂细粉,搅拌均匀后浇注成氮化硅含量不同的镁质坩埚试样。选用宝钢中间包渣,采用静态坩埚法,在1550℃3h条件下对这些坩埚试样进行了抗渣试验。试验结果表明:加入Si3N4可以明显改善镁质浇注料的抗渣性能,并且随着Si3N4加入量的增加,试样的抗渣性能提高;在含氮化硅的镁质浇注料表面,由于Si3N4被氧化为SiO2而形成了致密烧结层,能阻止渣的进一步渗透;在加入Si3N4的镁质浇注料试样内部深处,由于氧分压非常低,Si3N4稳定存在;由于Si3N4在还原气氛下难以烧结,造成镁质浇注料内部结构疏松。     

AlON对Al2O3-MgO钢包浇注料抗渣性的影响

在Al2O3-MgO钢包浇注料中引入6%的AlON后,用静态坩埚法考察了添加AlON的浇注料在不同气氛条件下1600℃3 h的抗渣性,采用SEM分析了试样的显微结构.结果表明在埋炭保护条件下,添加AlON后浇注料的抗渣性得到改善;在大气气氛中,未加抗氧化剂的试样的抗渣性恶化;分别加入SiC、Si和B4C作抗氧化剂后,抗渣性虽有所改善,但仍比空白试样和含AlON试样在埋炭保护条件下的抗渣性稍差.抗渣性与加入到浇注料中的AlON是否氧化和材料内部能否形成和保持由尖晶石、六铝酸钙和刚玉构成的相组合有关.     

Cr2O3对MgO-Al2O3系浇注料性能的影响

研究了氧化铬的引入方式及引入量对钢包渣线用MgO-Al2O3系浇注料性能的影响.结果表明,以工业氧化铬方式引入Cr2O3比以镁铬尖晶石方式引入Cr2O3对材料的热震稳定性更有利,Cr2O3的引入量控制在2%～4%时,材料的抗渣性可以得到显著改善.     

钢包渣线浇注料基质组成及其抗渣性

采用特级高铝矾土熟料和电熔镁砂为主要原料,研究了Al2O3-MgO系浇注料中MgO/Al2O3质量比对浇注料基本性能的影响,并分析对比了基质中添加适量工业氧化格、镁锆合成料及矾土尖晶石对浇注料抗渣性的影响及其规律。结果表明：恰当控制基质中MgO/Al2O3质量比及在基质中添加适量的工业氧化铬等组分,可明显提高浇注料的抗渣性。     

废镁铬砖在镁质浇注料中的应用

将宝钢RH炉废镁铬砖和电熔镁砂均破碎成5～3mm、3～1mm、<1mm的粒度,添加3%的粒度<1μm的二氧化硅微粉,按照浇注料的生产工艺制备了镁铬浇注料,研究了废镁铬砖在镁质浇注料中的应用。结果表明:浇注料悬浮液的碱度可控制在pH值=7～9,用0.15%(质量分数,下同)的六偏磷酸钠为减水剂时,该悬浮液ζ电位的绝对值最大,悬浮液最稳定,分散性也最好。随着废镁铬砖加入量的降低,烘干、中温和高温处理后的耐压强度、抗折强度、体积密度均逐渐增大。废镁铬料添加量为36%的试样FM3的性能指标均达到了纯镁质浇注料M4的;试样FM3对渣的抗熔蚀性能要优于试样M4的。     

SiO_2微粉结合镁质浇注料的基质组成与抗渣性能

借助XRD、SEM和相图分析对SiO2 微粉结合镁质浇注料的基质组成与抗渣性能的关系进行了研究。结果表明 :随着SiO2 微粉加入量的增加 ,镁质浇注料的抗渣渗透性提高 ,因为生成的液相中SiO2 增多 ,粘度提高 ;当SiO2 微粉加入量为3%时 ,可得到较理想的基质 ,此时试样的显气孔率较低 ,组成合理 ,抗侵蚀指数最小 ;SiO2 微粉加入量过小 ,耐火材料中液相出现的温度较低 ;SiO2 微粉加入量过大 ,则在渣蚀后的耐火材料中生成过多的液相及低熔点化合物     

含钒钢渣对镁碳砖的侵蚀

用感应炉浸渍试验法(熔池温度1650℃左右,侵蚀时间20min)研究了V2O5含量分别为0、1.34%、2.0%、3.15%的钢渣对镁碳砖的侵蚀。结果表明:由于V2O5降低了渣的熔化温度与粘度,含钒钢渣对镁碳砖的侵蚀性明显高于不含钒的普通钢渣,随渣中V2O5含量由0增加到3.15%,镁碳砖的熔损指数由14.3%上升到42.9%,渗透深度比采用普通钢渣时提高1.2倍。渣中V2O5和TiO2随液相渗入砖中,一部分与基质中的碳反应,导致碳的氧化和MgO颗粒在渣中的溶解;另一部分则侵入MgO晶界中肢解镁砂,使骨料破坏,加速对MgO-C砖的破坏。     

MgO-ZrSiO4浇注料的渣蚀机理

对渣蚀后的MgO -ZrSiO4浇注料进行了SEM和EDAX分析。结果表明 :( 1 )反应层中的CaZrO3和方镁石形成直接结合 ;( 2 )渗透层中的ZrO2 聚集起来并呈环状包围液相 ;( 3)部分ZrO2弥散于液相中 ,提高了液相粘度。上述现象阻碍了液相的渗透 ,提高了材料的抗渗透性。     

水泥和水合氧化铝对铝镁浇注料性能的影响

固定电熔白刚玉、电熔镁砂粉、αAl2O3微粉、SiO2微粉等原料的含量不变,分别加入不同量的水合氧化铝和纯铝酸钙水泥作结合剂(ρAl2O3加入量为2%、3%和4%,水泥加入量为3%、5%和7%),对比研究了水泥结合和水合氧化铝结合铝镁浇注料的显气孔率、体积密度、耐压强度、抗折强度、抗热震性和抗渣性能。结果表明:与水泥结合铝镁浇注料相比较,水合氧化铝结合浇注料具有更好的抗热震性、抗渣侵蚀和渗透性能;水合氧化铝在浇注料中的合适加入量为3%;水泥结合铝镁浇注料具有较高的常温强度,但其抗渣侵蚀和渗透性能随着水泥含量的增加而逐渐降低。