高温熔渣对水煤浆气化炉耐火砖的影响

对使用后的耐火砖残砖进行取样分析,以了解高铬砖显微结构和成分变化,找出水煤浆气化炉向火面高铬砖受熔渣侵蚀损毁的机理。结果表明:对于结构相同的耐火砖,在高温熔渣侵蚀耐火砖的过程中,主要影响因素是熔渣的成分、工作温度、耐火砖的致密度和杂质含量,熔渣中的SiO2含量是造成渣蚀的直接原因,而耐火砖的工作温度、致密度和杂质含量决定了渣蚀的速率。     

高温熔渣对水煤浆气化炉耐火砖蚀损原因分析

通过对使用后的耐火砖取样分析,探知高铬砖显微结构和成分变化,找出水煤浆气化炉向火面高铬砖受熔渣侵蚀损毁的原因。结果表明:高温熔渣对耐火砖的侵蚀,因熔渣成分、温度和耐火砖的内部致密程度及杂质含量的不同而产生不同的结果。     

气化炉用后高铬砖的渣蚀机理

采用扫描电镜和XRD等分析方法,对石油焦气化炉和水煤浆气化炉用后高铬砖及渣蚀试验砖的显微结构进行了观察与分析。根据高铬砖显微结构变化,研究了在不同气化炉内高铬砖受熔渣侵蚀损毁的机理。结果表明:石油焦气化炉用高铬砖中的Cr2O3与熔渣中的V2O5接触反应,在低温下形成液相而被熔蚀,是其蚀损的主要原因;水煤浆气化炉用高铬砖蚀损的主要原因是Cr2O3在熔渣里的溶解和ZrO2的熔蚀;LIRR-HK95砖由于成分和结构的优化,抗石油焦渣侵蚀性能好。     

不同煤熔渣对水煤浆加压气化炉用高铬砖的侵蚀

为研究不同煤熔渣对高铬砖的侵蚀机制,选取4种物理化学性能差异较大的典型气化炉用后煤熔渣,采用化学分析、XRD、SEM及EDS等研究了不同煤熔渣的性能及其对w(Cr2O3)≥90%的高铬砖的侵蚀、渗透情况。结果表明:气化炉中煤熔渣主要由SiO2、CaO、Al2O3、Fe2O3、MgO组成,但不同煤熔渣的化学组成差异较大,矿物组成及熔融特性温度也不同;在相同条件下,高铬砖侵蚀的主要影响因素是温度和熔渣的化学组成,随温度升高,煤熔渣对高铬砖的侵蚀急速加剧;煤渣中的熔融指数较低时,煤熔渣对高铬砖的侵蚀渗透较为严重;煤熔渣中低熔点相向材料内部渗透、渣中SiO2等对材料中ZrO2等的反应溶解是造成高铬砖失效的直接原因;高铬砖表面形成镁铝铬铁复合尖晶石致密层可以有效降低高铬砖的侵蚀程度。     

不同气氛中高铬材料的抗煤熔渣性研究

采用静态坩埚法,分别在空气、氩气和埋炭3种气氛中对高铬材料进行了抗煤渣试验,采用直接观察、SEM观察、EDS分析等手段,对比分析了煤渣的侵蚀深度和渗透深度。结果表明:1)试验气氛主要影响煤熔渣对高铬砖的侵蚀程度,而对煤熔渣在高铬砖中的渗透程度影响较小;2)在空气气氛中,煤熔渣对高铬砖的侵蚀和渗透程度均比在氩气和埋炭气氛中的小;3)在氩气和埋炭气氛中,溶解在煤熔渣中的Cr2O3被还原成单质Cr并从煤熔渣中析出,使高铬材料中Cr2O3在煤熔渣中的溶解-还原-析出循环不断进行,高铬材料被熔渣严重侵蚀;4)综合比较,在氩气气氛中进行的静态坩埚抗渣试验是实验室评价高铬材料较为理想的抗渣试验方法。     

使用条件对气化炉内衬材料寿命的影响

结合国内外水煤浆加压气化炉的研究和上海焦化有限公司多年的实践经验，介绍了煤渣成分、操作温度和其他一些使用条件对气化炉内衬耐火材料寿命的影响。煤渣中CaO加大了熔渣向砖内的渗透深度，Fe2O3加速了熔渣对耐火砖表面的冲刷损毁；超温操作或温度波动使耐火砖侵蚀速率加大并易造成结构剥落；生产负荷以及喷嘴雾化角大小都对耐火砖的寿命产生很大的影响。     

还原气氛对高铬砖性能的影响

为了有效提高高铬砖的常温物理性能和抗侵蚀性能,延长其在水煤浆加压气化炉中的使用寿命,在埋炭条件下,分别于1350、1450和1550℃烧成高铬砖,并与1700℃空气中烧成试样对比,研究了烧成气氛(埋炭和空气气氛)对高铬砖体积密度、显气孔率、常温耐压强度和抗熔渣渗透性能的影响。结果表明:随着温度升高,高铬砖的显气孔率下降、体积密度增加,而1450℃埋炭烧成高铬砖的常温耐压强度最高,达到214MPa;埋炭能显著降低高铬砖的烧成温度和改善其显微结构;1450℃埋炭烧成高铬砖的抗熔渣渗透能力优于1700℃空气中烧成试样的。     

改善水煤浆气化炉内衬耐火材料抗侵蚀性能的探讨

分析了水煤浆加压气化炉用高铬耐火材料被侵蚀破坏机理,高铬砖破损的主要原因是煤渣的渗透使高铬砖大块剥落。在此基础上,在保持较好的抗热震性前提下,提出了用浸渍处理的方法来提高高铬耐火材料抗煤熔渣侵蚀性的设想,并进行了初步试验,初步研究结果表明,该方法合理、有效。     

改进炼钢铸锭耐火材料的研讨

Ⅰ.铸锭砖对钢坯质量的影响钢罐砖,袖砖、水口砖、塞头砖、流钢砖,是炼钢工业铸锭工序的必需耐火材料;因为这些耐火砖,是直接接触着熔钢或熔渣,并受着强烈的机械摩擦和化学侵蚀,因而破坏了砖的结构,形成钢锭中混入砖屑的非金属夹杂物;或附着於钢坯的表面,生成疤痕,影响钢坯的质量。其中最为严重的,是塞头与水口两类耐火砖,在目前不能适应炼钢需要。因此改善铸锭耐火砖的质量,是保证炼钢事业发展的重要条件之一。     

真实服役环境与实验室模拟条件下高铬砖损毁形式的对比

通过对工业气化炉用后砖、回转抗渣实验后试样以及静态坩埚抗渣实验后试样宏观结构、显微结构及能谱分析,对比高铬砖在水煤浆气化炉真实服役环境和实验室模拟抗渣条件下损毁形式的不同。结果表明,高铬砖在真实气化环境中的损毁主要受:化学侵蚀、熔渣渗透以及热剥落三方面共同作用。实验室模拟条件下的两种抗渣实验结果在化学侵蚀和熔渣渗透方面与真实环境下的损毁机理较为一致,在热剥落方面与真实环境下的结果差异大。实验室抗渣模拟试验对评价气化炉用材料的抗渣侵蚀和抗渣渗透具有可借鉴性。     

300t精炼钢包温度场和应力场的有限元分析

在目前所用材质体系和砌筑结构的基础上,对精炼过程中的300 t精炼钢包剪切应力场、温度场和热应力场以及膨胀缝的最大接触应力进行了有限元研究.结果表明:在LF精炼过程中,渣线处的内衬砖最容易受冲刷和热应力的作用而损毁,需在保证良好抗渣性能的同时采用热膨胀系数低、抗冲刷性好的耐火内衬砖;膨胀缝的最大接触应力与膨胀缝的大小呈线性反比关系,以保持在0.8～1.8 mm之间为宜.     

Slag erosion-resistant coating for periclase-magnesia-aluminum spinel brick

The magnesia-carbon bricks are used at the ladle slag line adds carbon to molten steel and thus has an adverse effect on the smelting process. Steel production enterprises hope to remove carbon from the ladle slag line. This study presents a Silica sol (SS)–magnesium aluminate spinel(MA) coating that can be applied to the surfaces of periclase–MA spinel brick (spinel brick) to improve their slag erosion resistance, facilitating the elimination of carbon from the ladle slag line. The slag corrosion resistance mechanism of a spinel brick covered with the SS–MA coating was analyzed through scanning electron microscopy and simulation using FactSage software. The results show that increasing the SS content (C_SS) led to the formation of fine cracks during the coating-drying process and was detrimental to the slag erosion resistance of the coating. The optimum C_SS was 20%. In the high-temperature slag erosion experiment, the MA in the coating was capable of forming solid solutions with Fe and Mn in the slag, and the nano-SiO₂ in the coating interacted with the slag, increasing the viscosity of the slag and reducing its penetration. In addition, the presence of the coating extended the penetration path of the slag and reduced the contact area between the slag and the spinel brick and their chances to undergo chemical reactions, thereby protecting the spinel brick from slag erosion. The coated spinel bricks outperformed the magnesia-carbon brick in terms of slag erosion resistance, providing a basis for selecting carbon-free refractory materials for the ladle slag line.     

Formed refractories based on the bauxites of the Severo-Onega deposits

Conclusions Ladle bricks with good technical properties and high metal and slag resistance were produced from Severo-Onega bauxite containing less than 4% iron oxides. The erosion of these bricks during service in steelcasting ladles is about one-half of that of chamotte bricks.Translated from Ogneupory, No. 8, pp. 19–22, August, 1978.     

水煤浆加压气化炉用高铬耐火材料的显微结构及损毁机理

采用扫描电镜和能谱分析方法 ,分析了水煤浆加压气化炉用高铬砖渣蚀前后的显微结构和相组成 ,探讨了主要损毁机理。结果表明 :煤熔渣与砖反应和渗透引起砖组成的改变 ,从而导致砖的结构剥落和强度弱化是砖损毁的主要原因 ;LIRR -HK90砖的显微结构呈网络状镶嵌结构 ,直接结合程度高 ,与渣反应可生成 (Mg ,Fe) (Al,Cr,Fe) 2 O4 复合尖晶石致密带 ,阻止了渣的进一步渗透 ,减缓渣蚀速度和结构剥落 ,其使用效果优于进口的同类产品     

铝铬砖和镁铬砖抗艾萨炉炉渣蚀损的模拟研究

采用回转抗渣法模拟研究了试验温度、保温时间和熔渣加入量等因素对铝铬砖和镁铬砖抗艾萨炉炉渣侵蚀能力的影响。用SEM、EDAX及XRD等方法,对抗渣试样的显微结构和矿物组成进行了分析研究。结果表明:随着侵蚀温度的升高、保温时间的延长及炉渣加入量的增加,铝铬砖和镁铬砖的侵蚀面积增大;熔渣渗入铝铬砖后,形成铁铝尖晶石和铁铬尖晶石保护层,阻止了熔渣的侵蚀;三种耐火材料抗艾萨炉炉渣侵蚀能力由强到弱为:铝铬砖>电熔再结合镁铬砖>直接结合镁铬砖。     

Mössbauer studies of the corrosion reactions in arc-furnace refractories — Part II

Mössbauer spectroscopy has been used, together with conventional techniques, in the study of corrosion reactions taking place in service in co-clinkered chrome-magnesite bricks from the hot spots of an electric-arc furnace. Co-clinkered bricks present a better distribution of spinel phases than conventional bricks of similar composition. The Mössbauer data show that iron uptake took place in service, being incorporated only into the spinel structure. This structure accepts considerable substitutional ions, admitting in this case impurities from the slag. Experimental results confirm the relative stability of that phase in the presence of migrating components of the slag.     

AOD炉渣对MgO-C砖的侵蚀机理研究

不锈钢生产主要采用氩氧精炼(AOD)炉冶炼工艺,本文探究AOD炉渣对钢包内衬用MgO-C砖的侵蚀机理,为提高钢包内衬用MgO-C砖的使用性能和服役寿命提供理论支撑。结合FactSage6.2软件、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)和能量色散光谱(EDS)等测试手段分析炉渣侵蚀后MgO-C砖的物相变化、显微结构和化学成分变化。结果表明,随着侵蚀反应的进行,方镁石逐渐被熔蚀,且逐步出现Ca₃MgSi₂O₈等低熔点物相,以及MgAl₂O₄等高熔点物相。AOD炉渣通过基质部分侵蚀渗透MgO-C砖,并与方镁石反应生成Ca₃MgSi₂O₈等低熔点物相,熔蚀方镁石;同时,方镁石边界处生成MgAl₂O₄,阻碍AOD炉渣对MgO-C砖的侵蚀渗透。     

水煤浆加压气化炉用Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖的损毁模式

详细分析了陕西渭河煤化工集团有限责任公司的德士古(Texaco)水煤浆加压气化炉用Cr2O3-Al2O3-ZtO2砖的损毁模式及影响因素,并提出了降低耐火砖损毁的方法.认为块状剥落、烧蚀损伤、冲蚀损伤和机械损坏是造成耐火砖损毁的主要原因;提高耐火砖自身的抗侵蚀能力,改善炉衬砌筑结构和炉内工况气氛,控制适当的炉渣特性,以及采用正确的修理维护方法,是提高德士古水煤浆加压气化炉用Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖使用寿命的主要途径.经过几年的反复试验和技术改进,特别是采用中钢集团洛阳耐火材料研究院生产的Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖后,渭河煤化工集团有限责任公司的德士古水煤浆加压气化炉用Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖的使用寿命已从原设计的8000 h提高到现在的23000 h.