采用含B2O3防氧化涂料提高MgO-C砖抗LF粉化渣侵蚀的研究

提高LF炉渣线部位MgO-C砖使用寿命的关键在于防止LF渣粉化并在MgO-C砖表面形成挂渣层.本试验采用静态坩埚法研究了含B2O3的防氧化涂料对MgO-C砖抗LF粉化渣侵蚀的影响,并与未喷涂防氧化涂料的MgO-C砖进行了对比试验.结果表明防氧化涂料中的部分B2O3溶入渣中,增加了渣的粘度,并与渣中的α'-C2S形成固溶体,有效地抑制了LF渣的粉化,并在MgO-C砖上形成挂渣保护层,因而提高了LF炉渣线部位MgO-C砖的抗LF粉化渣侵蚀的能力.     

AOD炉渣对镁钙质耐火材料的侵蚀机理

采用静态坩埚法将AOD炉渣线区镁钙砖在1 700℃空气气氛下高温热处理3 h后进行抗渣试验。结合XRD、SEM、EDS等测试手段，分析了AOD炉两个阶段炉渣对渣线区镁钙砖的侵蚀机理。结果表明：低碱度的氧化期炉渣对镁钙砖侵蚀明显，炉渣在表面张力和毛细管力作用下，进入镁钙砖内部与CaO反应生成低熔点的铁酸二钙2CaO·Fe₂O₃(C₂F),促进砖中CaO溶解，破坏了原有的致密结构，使反应层结构变得疏松、易剥落；镁钙砖中方镁石晶簇吸收液态渣中的铁、铬、锰氧化物，并在其晶内和晶间形成复合尖晶石结构，从而提高镁钙砖表面渣的黏度，减缓渣的侵蚀；还原期炉渣碱度较高，对镁钙砖的侵蚀作用较弱，主要表现为SiO₂向砖内侵蚀渗透，以及体积效应和温度梯度导致镁钙砖表面小尺寸方镁石晶簇向渣中剥落。     

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.     

气化炉辐射废锅上部空间熔渣的流动特征

国内气化炉在长周期运行中曾数次出现大块熔渣堵塞渣池出口的现象,严重制约了工业化装置的经济、安全、稳定运行。为了探讨大渣块形成的原因,文中搭建了气化炉及下部辐射废锅冷模装置,以糖浆作为介质模拟熔渣,对熔渣离开气化炉渣口后,在辐射废锅上部空间的流动特征进行了实验研究,考察了模拟介质黏度和渣口气速对熔渣流动特征的影响。研究发现:熔渣离开渣口落入废锅并非自由沉降过程,而是在入口处气流射流作用下发生破裂,由液膜形成液丝。当渣口气速较高时,部分熔渣在回流区气流卷吸作用下开始沉积到废锅壁面。熔渣在废锅壁面上的沉积率随着渣口气速的增大而增大,随着模拟介质黏度的增大而减小。而熔渣沉积区域离渣口的距离随着渣口气速的增大而减小,随着模拟介质黏度的增大而增大。     

德士古气化炉渣堵分析及预防

德士古水煤浆加压气化技术是气流床连续气化工艺,其采用煤渣熔融态排渣技术,气化炉排渣顺利与否,关系到整套装置的安全正常运行,所以弄清德士古气化炉渣堵这一技术课题,是非常重要的。本文介绍了水煤浆气化炉渣堵的现象及判断,分析气化炉渣堵形成原因,并提出了德士古气化炉渣堵的预防办法及处理手段。     

富镁白云石补炉料在平炉渣线部位的应用

介绍了富镁白云石的生产工艺及其作为补炉料在平炉渣线部位的使用情况。该料烧结速度快，抗渣性能好，且不易水化。     

转炉溅渣护炉改渣剂的研制

转炉溅渣护炉是美国于1991年开发应用的一项新技术。其原理是在炼钢过程中加入富镁材料来形成ＭｇＯ达饱和状态的终渣,使其组成和性能接近耐火材料,出钢后吹溅到炉壁上形成一耐火喷涂层,达到保护炉衬、提高炉龄、降低成本的目的。该技术的关键是改进造渣工艺,采用各种富镁材料对炉渣进行改性和改质,以达到溅渣的技术要求。为此,研制了适合柳钢转炉渣系的改渣剂,该改渣剂能迅速降低渣中氧化铁含量,提高炉渣ＭｇＯ含量、熔点和粘度,从而明显提高了溅渣护炉效果,使柳钢的炉龄指标进入全国先进水平,取得了显著的经济效益和社会效益。1　研制过程…     

低含量可还原性铝酸钙炉渣对MgO—C砖侵蚀机理的分析

采用具有低含量的可还原性铝酸钙炉渣对钢包渣线MgO—C砖的主要化学侵蚀机理进行了分析。分析结果表明,FeO＋MnO含量大于4％的炉渣加快了砖的蚀损,是基质脱碳的主要机理;FeO＋MnO含量小于4％的炉渣和波动的氧化铝含量可以通过其化学粘附性减轻砖的蚀损;液体炉渣促使了炉渣向砖中渗透,是由于氧化铝的作用导致化学侵蚀的主要机理。     

合成渣对钢包耐火材料使用寿命的影响

为了提高钢包渣线内衬的寿命,探讨了进行炉外精炼时采用合成熔剂对造渣过程的影响.利用钙镁铝酸盐开发了新型合成熔剂,并对其进行了试验.试验表明,采用含钙镁铝酸盐的熔剂时能快速形成液态渣,如同采用铝酸钙熔剂.由于含钙镁铝酸盐的熔剂中MgO的初始含量较高,这使MgO-C砖的抗侵蚀性比采用含CaF2的炉渣时提高25%,而比采用含铝酸钙熔剂时提高15%.因此,钢包渣线内衬的使用寿命得到显著提高,吨钢耐火材料单耗下降.     

Shell气化炉渣池堵渣机理分析

Shell粉煤加压气流床气化技术是先进大型煤气化技术之一。文中结合中石化安庆Shell粉煤气化装置煤质和操作条件,分析了Shell气化炉渣池堵渣机理,提出了优化操作建议。研究表明:Shell气化装置采用的恒源煤灰流动温度约1 500℃,镇雄煤灰流动温度约1 400℃,通过将恒源煤与镇雄煤混配并添加适量石灰石能将配煤灰流动温度降低至1 350℃,同时改善煤灰黏温特性。Shell气化炉渣池结构决定了在一定条件下液态熔渣将沉积在渣屏表面,液态熔渣受渣屏水冷壁冷却形成一固态渣层,当沉积在渣屏表面的大尺度固态渣层脱落后将有可能造成Shell气化炉渣池堵渣问题;通过改善入炉煤质、控制适宜的操作温度和操作负荷等手段可降低Shell气化炉渣池堵渣风险。     

炉渣氧化性对粘渣层与镁碳砖之间结合的影响

以镁碳砖为试样 ,采用不同氧化性的炉渣进行了粘渣实验 ,并且对粘渣层的结合状态进行了显微镜观察。结果发现 ,粘渣层与镁碳砖的结合状态受炉渣氧化性或炉渣熔点、粘度及其与镁碳砖反应活性的影响 :炉渣氧化性低 ,粘渣层与镁碳砖之间结合紧密 ,粘渣层厚 ;炉渣氧化性高 ,粘渣层与镁碳砖之间含有较大的气泡 ,粘渣层薄而不连续 ;采用含碳镁质材料调整炉渣氧化性后 ,粘渣层与镁碳砖之间结合状态得到改善。     

Shell粉煤气化炉渣口区熔渣流动与传热模型

国内Shell粉煤气化炉在长周期运行中曾多次出现大块熔渣堵塞渣池出口的现象,严重制约着工业化装置的安全、经济、稳定运行。为了探讨大块熔渣形成的原因,以Shell粉煤气化炉为研究对象,建立了其渣口区熔渣流动与传热模型。该模型可以预测固态渣层厚度、液态渣层厚度和渣层表面温度等。结果表明:气化炉运行时,由于熔渣的沉积,在渣裙表面将形成一定厚度的固态渣层。开车初期,熔渣全部被冷凝成固态渣,当渣层表面温度超过渣的临界温度,液态渣层开始出现,此后随着时间的增加,固态和液态渣层都继续增厚直至达到稳定状态。离气化炉渣口处越远,渣层厚度和表面温度就越大。气化炉渣口温度和沉积率越低,固态渣层厚度就越大,所需要的特征时间也越长。     

耐火材料和炉渣研究10年的进展

本文介绍了耐火材料和渣领域过去１０年间的技术动向及川崎制铁的耐火材料和炉渣研究部门的活动概况，在耐火材料领域，在开发火焰喷补技术有其在焦炉上的应用，扩大不定形化，由筑炉结构设计和炉渣设计使延长炉龄等方面获得了成果。在炉渣领域，通过资源再利用和减少工业废弃物，如炉渣在钢铁厂内再循环化，不锈钢渣的处理技术，高炉渣用途的开发等，对努力实现环境对应型钢铁厂做出了贡献。     

灰渣质量及相关因素

煤在造气炉内经预热、干燥、干馏分解后，直接排除形成返焦，经气化层氧化还原后剩余的未燃烧物形成碎渣，经气化层氧化还原后凝结成大小不等的块状渣，在高温状态下超过灰熔点形成岩浆状的疤块，一般灰渣由上述一种或几种组成。炉渣过碎、返焦高、灰多、渣少，说明原料煤燃烧不完全，炉温低。炉渣过大、岩浆状疤块较多，说明火层温度过高，破渣排渣困难，设备磨损大。     

铁合金炉渣作混合材的试验

1炉渣的特性铁合金炉渣是在冶炼铁合金时产生的工业废渣(以下简称炉渣),经水淬冷却后呈黄色疏松颗粒状,湿渣的密度为2.78g/cm3,含水率为40%～50%,干渣松散容重为0.475kg/L左右,密度为2.78g/cm3,主要成分为CaO、SiO2和Al2O3。为了确保其质量的稳定性,对炉渣进行了大量的化学分析     

转炉渣熔融改性的实验研究

高碱度转炉渣中游离氧化钙(f-CaO)的存在是造成其膨胀的主要因素,限制了其作为建筑材料的应用。采用压蒸法测定了转炉渣的膨胀性,考察了粒度和陈化时间对转炉渣膨胀性的影响,在熔融态转炉渣中加入高炉渣,分析了熔融反应后产物的结构,并用压蒸法测定分析了熔融反应后转炉渣体积膨胀率的变化,实验结果表明熔融态转炉渣中加入高炉渣可以显著降低其体积膨胀率,为转炉渣应用于建筑材料提供依据。     

采用热熔态高炉渣和转炉渣生产水泥熟料的探讨

通过对炼铁高炉渣、转炉渣和水泥熟料的组分进行对比分析,发现其组分比较接近。经初步探讨认为,优化高炉渣和转炉渣的成分,使两者在热熔状态下混合均匀,或同时配加部分矿物,可以生成和水泥熟料基本一致的组分。这样既充分利用了高炉渣和转炉渣及其余热,又减少了水泥熟料的资源消耗,达到了废渣综合利用、节能减排和低碳的目的。     

高炉低钛渣粘度和熔化性能

使用RTW-10型熔体物性综合测定仪,测定CaO-SiO2-MgO-Al2O3-TiO2渣系粘度随温度的变化,并计算其熔化性温度,研究渣系高温冶金性能. 结果表明,渣中TiO2含量由1.0%升高至2.2%时,炉渣的熔化性温度和粘度均降低;随渣中Al2O3含量的提高,炉渣的熔化性温度上升,炉渣粘度增大;在高温区,炉渣粘度小于0.7 Pa×s,炉渣仍具有良好的流动性. MgO含量由8.5%升高至10.5%时,熔化性温度逐渐降低,炉渣粘度变化较小. 对于工业生产中炉渣TiO2含量较低的高炉,可考虑增加含钛原料的使用,以进行护炉操作.     

A90尖晶石在熔融还原炉渣中的侵蚀行为

在弱还原气氛下，研究了一种富铝尖晶石Ａ９０在不同ＦｅＯ含量熔融还原炉渣中的侵蚀行为。借助于扫描电镜和ＥＤＡＸ技术对侵蚀后的试样进行了分析，结果表明：Ａ９０尖晶石在高ＦｅＯ（质量分数为１５％）含量的熔融还原炉渣中可以吸收渣中的ＦｅＯ形成高熔点的尖晶石固溶体，从而降低渣的侵蚀性，提高了材料的抗渣性。     

改性钢渣-橡胶复合功能材料导热性能分析

钢渣作为炼钢过程中的副产物，具有产量大、难处理、用途单一等特点，为解决上述问题，采用钢渣助磨改性剂(含乙二醇、三乙醇胺和无水乙醇)分别处理北区热闷渣、南区热闷渣、电炉渣和风淬渣制备改性钢渣微粉，再与炭黑等复合形成改性钢渣-橡胶复合功能材料。利用导热系数仪测试其导热系数，并提出有效体积分数因子α对Maxwell-Educken模型进行修正，研究结果表明：当钢渣助磨改性剂与电炉渣的质量比为1.5%、改性电炉渣替代炭黑比例为40%时，改性电炉渣-橡胶复合功能材料的导热系数为0.186 9 W/(m·K),保温性能最好，且修正后的Maxwell-Educken模型对导热系数的理论计算值更为准确；同时，热氧老化前后，其交联密度低于未添加改性电炉渣的橡胶复合功能材料，说明改性电炉渣的加入破坏了橡胶与炭黑等物质形成的三维网状结构，提高了其保温性能。研究成果可为钢渣的高值化利用研究提供借鉴。