不同组成Al_2O_3-Cr_2O_3砖的抗熔融还原炼铁渣行为研究

为了研究Al2O3-Cr2O3砖对熔融还原炼铁(HIsmelt工艺)渣的抗渣性,选取市售Cr2O3含量(w)分别约为10%、30%、60%和90%的Al2O3-Cr2O3砖(试样编号依次为Cr10、Cr30、Cr60和Cr90),模拟SRV熔融还原炉中耐火材料的抗渣行为,在GB/T 8931—2007的回转渣蚀法试验基础上,人为制造200~1 600℃的温度波动进行抗渣性试验,以综合评价材料的抗渣性和抗热震性。结果表明:Cr10、Cr30、Cr60和Cr90砖的抗渣侵蚀性能和抗热震性能均优异,而Cr10、Cr30和Cr90砖的抗渣渗透性差,Cr60砖的抗渣渗透性好;Al2O3-Cr2O3砖与渣中Mg O、Fe O反应形成了致密的复合尖晶石层,提高了材料的抗侵蚀性能,基质中Cr2O3含量不同是造成试样抗侵蚀性差别的原因;Al2O3-Cr2O3砖的组成、结构和渗透层中固溶体的反应程度是影响材料抗热震性的主要因素。     

TiO2加入量对富镁尖晶石烧结性能的影响

镁铝尖晶石因熔点高、硬度大、抗热震性和抗渣侵蚀性优良而被广泛用于耐火材料行业。特别是近年来,人们认识到Cr6+化合物的危害,方镁石 -尖晶石耐火材料应用于水泥回转窑、玻璃窑和精炼设备等以取代含铬材料。但由于MgO与Al2O3形成镁铝尖晶石时伴有 7%左右的体积膨胀,因此,很难获得致密的烧结体。为了改善尖晶石的烧结性能,往往加入一些添加剂,如TiO2、MnO2、Cr2O3等。研究发现,TiO2对尖晶石烧结性能的改善优于其他氧化物。同时,最近的研究表明,用MgO-TiO2 -Al2O3系材料替代镁铬材料用于水泥窑上,材料的抗剥落性优于MgO-Cr2O3…     

垃圾熔融炉用无铬耐火浇注料的开发

过去主要采用Al2O3-Cr2O3质耐火材料作为垃圾熔融炉内衬,然而此类材料的Cr2O3可转变为有毒的六价铬。从无铬条件出发,本文主要就MgO-MgO·Al2O3-ZrO2浇注料的开发进行了研究。采用旋转侵蚀实验装置和EPMA,重点研究了直接加入尖晶石、反应生成二次尖晶石、加入ZrO2等对MgO-MgO·Al2O3-ZrO2浇注料性能的影响。     

RH真空炉衬用无铬耐火材料抗渣性能的研究

对镁锆质、镁尖晶石质、镁尖晶石钛质和镁尖晶石锆质4种典型的无铬耐火材料的抗渣侵蚀性能进行了研究,并与RH真空炉下部槽用镁铬砖进行了对比。结果表明:炉渣对耐火材料的侵蚀主要是通过炉渣中铁氧化物、CaO、SiO2和MnO向材料内部扩散而产生的侵蚀反应造成的。镁锆质材料中的ZrO2吸收炉渣中的CaO生成高耐火性能的CaO.ZrO,使镁锆材料较其他3种MgO基无铬耐火材料具有更优良的抗炉渣侵蚀性。     

基质组成对刚玉-尖晶石浇注料性能的影响

将Al2 O3-MgO系浇注料应用于钢包整体内衬的技术已经得到了肯定 ,特别是在刚玉质浇注料中添加部分预合成的尖晶石所制备的刚玉 -尖晶石浇注料 ,因其具有与炉渣的浸润性差 ,抗渣侵蚀性好 ,抗结构剥落性好等特点 ,正在成为世界各国钢包用耐火材料的主流。目前的研究分为两个方面 :一是刚玉-氧化镁体系 ,认为氧化镁含量的最佳范围为 8%～ 12 % ,此时材料具有优良的抗渣性能 ;二是刚玉 -尖晶石体系 ,认为浇注料中加入 2 0 %尖晶石时材料具有优良的抗渣侵蚀性和抗渣渗透性。本工作研究了氧化铝、氧化镁和尖晶石的加入比例对刚玉 -尖晶石浇注料…     

还原冶炼时高铝石墨质耐火材料对熔体的抗侵蚀性

采用静止的方法及动力学方法研究了Al2O3-C质耐火材料在还原冶炼的熔体中的抗侵蚀性。研究了试验后试样的微观结构。查明,当向刚玉石墨质耐火材料中加入碳（以石墨形成加入）及ZrO2时其抗侵蚀性将随之降低。试验结果表明,含ZrO2的砖的抗侵蚀性高于不含ZrO2的砖。加入ZrO2时有助于提高耐火材料的抗氧化性,井使熔体和耐火材料之间的反应速度下降。Al2O3-C质耐火材料受到侵蚀的原因,一是熔体和耐火材料之间发生反应,二是耐火材料的组分在熔体中发生分解所致。     

复合添加剂对RH炉浸渍管用MgO-MgO·Al2O3砖性能的影响

为了提高RH炉浸渍管用MgO-MgO·Al2O3砖性能,以电熔镁砂、烧结镁铝尖晶石、板状刚玉为基础原料,添加不同含量的TiO2和ZrO2复合添加剂来制备MgO-MgO·Al2O3材料.研究了添加剂对材料体积密度、显气孔率、抗热震性、高温抗折强度和抗RH精炼渣侵蚀和渗透性的影响.结果表明:引入复合添加剂能促进MgO-MgO·Al2O3材料的烧结,提高材料的体积密度、高温抗折强度、抗热震性、抗渣侵蚀和渗透性,加入2％的TiO2和1％ ZrO2时烧结性能最好,加入1％的TiO2和2％ ZrO2时抗热震性最佳,加入2％的TiO2和2％ZrO2时高温抗折强度最大,抗渣侵蚀性和渗透性最好.     

研究动态

垃圾熔融炉用含Cr2O3浇注料抗侵蚀性能的提高含Cr2O3浇注料以其优良的抗侵蚀性和抗渣渗透性而广泛用于垃圾熔融炉使用条件最苛刻的部位。通过添加SiO2微粉或Cr2O3微粉有可能提高其抗侵蚀性以减少剥落。传统的纯Al2O3-Cr2O3材料(其中w(Al2O3)=77%,w(Cr2O3)=20%,w(SiO2)=2%)渗透严重,所以,因结构剥落而造成严重的损毁。为此,从两个方面来抑制渣的渗透:1)在热面形成液相;2)增加材料中Cr2O3的含量,可以大大降低对渣的润湿。现场试验结果表明:随着材料中Cr2O3含量的增加,材料的抗侵蚀性提高,但材料的残余膨胀增大;当材料中Cr2O3(质量分…     

Al_2O_3-Cr_2O_3砖显微结构对抗渣性能的影响

分别采用静态坩埚抗渣法和回转抗渣法,对w(Cr2O3)=10%的A和B两种Al2O3-Cr2O3砖进行了抗渣性能对比。结果发现:两种砖的化学组成、显气孔率、体积密度和抗热震性相近,B砖强度优于A砖的。但由于与B砖相比,A砖内部气孔尺寸更小,所用电熔白刚玉骨料形貌平滑,较为致密,粒度呈连续式分布,且A砖中Al2O3-Cr2O3固溶体发育较小,相互交错,形成了孔隙较小的空间网状结构,这种显微结构显著降低了熔渣对耐火材料的渗透和破坏,使A砖的抗渣性优于B砖的。因此,制备微气孔化结构的制品是提高Al2O3-Cr2O3材料抗渣性能的有效途径。     

镁锆砖和镁铬砖的抗RH炉渣侵蚀性对比

为取代RH炉用镁铬材料,以电熔镁砂为主原料,分别加入单斜锆、脱硅锆、单斜锆与脱硅锆的混合粉、锆英石制备了ZrO2质量分数分别为15%和20%的镁锆砖,并利用静态坩埚法对比研究了镁锆砖和镁铬砖的抗RH炉渣侵蚀性。结果表明:对于Al2O3含量高且碱度(CaO/SiO2比)大的RH炉渣,镁锆砖抗侵蚀性能优于镁铬砖的;镁锆砖的侵蚀机理是砖中的ZrO2与渣中的CaO迅速反应,形成高熔点物相CaZrO3,能堵塞砖中的孔隙而形成致密保护层,从而阻止钢渣对镁锆砖的进一步侵蚀;而镁铬砖的侵蚀机理是渣中的Al2O3、Fe2O3等R3 和镁铬尖晶石中Cr3 交换,渣与砖反应生成的镁铝尖晶石和镁铁尖晶石使得材料变性,同时由于体积效应使镁铬材料鼓胀开裂,从而导致镁铬砖的严重侵蚀。     

SiO_2含量对尖晶石耐火材料高温性能的影响

结合实例阐述了SiO2 含量对尖晶石耐火材料高温性能的影响。认为 :基质中低镁铝比 (接近尖晶石组成 )的尖晶石材料 ,SiO2 含量对高温性能的影响较严重 ;基质中高镁铝比 (MgO/Al2 O3=1～ 3)的尖晶石材料 ,SiO2 含量越低 ,则抗侵蚀性越好。     

从相图讨论MgO-CaO-ZrO2耐火材料抗炉外精炼渣与水泥的侵蚀

从有关三元系相图讨论了MgO -CaO -ZrO2 材料抗CaO -SiO2 、Al2 O3-CaO炉外精炼渣以及硅酸钙水泥与铝酸钙水泥的侵蚀。结果表明 ,MgO -CaO -ZrO2 材料抗Al2 O3含量不高的碱性渣与硅酸钙水泥的侵蚀性好 ,但抗含Al2 O3高的炉外精炼渣与铝酸钙水泥的侵蚀性可能不好。     

MgO部分稳定氧化锆陶瓷的抗渣侵蚀性研究

分别以3.5%(质量分数,下同)MgO部分稳定或4?O部分稳定的ZrO2陶瓷材料为试样,以CaO-Fe2O3-SiO2系的3种不同碱度与Fe2O3含量的渣为侵蚀剂,对试样分别进行静态和动态旋转(试样与渣的相对速率分别为0.06和0.5 m.m in-1)侵蚀试验,研究渣的碱度、流速及Fe2O3含量对材料抗侵蚀性的影响。结果发现,MgO部分稳定ZrO2材料抗渣侵蚀性较好,试样在渣线部位较严重的侵蚀归因于Marangoni效应。试样侵蚀情况与渣的碱度、成分有密切关系,高碱度渣侵蚀的方式主要是形成新的化合物而降低试样强度,中碱度或低碱度高Fe2O3渣则先将稳定剂MgO溶出,使材料遭受侵蚀的同时还发生相变化。     

镁铬耐火材料在真空条件下的抗渣性

采用真空感应炉抗渣法,研究了半再结合镁铬耐火材料在碱度分别为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,试验条件是真空度5kPa、1650℃保温25min。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。结果发现:在CaO-SiO2渣中,随着炉渣碱度的升高,镁铬试样中的尖晶石更易于受到熔渣的侵蚀,并且尖晶石中的Cr2O3、Fe2O3被CO与钢水中的C还原为金属态的铬铁合金,试样的直接结合被破坏,侵蚀量变大。在CaO-Al2O3渣中,镁铬试样在边界层生成致密的MA尖晶石,抑制了熔渣的进一步侵蚀和Cr2O3、Fe2O3的还原,显示出较好的抗侵蚀性。     

金属复合Al2O3基耐火材料的研究进展

介绍了金属复合Al2O3基耐火材料的研究进展,重点介绍了金属加入物对Al2O3基耐火材料性能的影响。加入金属可提高材料的常温和高温强度、断裂韧性、抗热震性和抗侵蚀性等,从而提高了材料的使用寿命。材料性能优化的原因是加入的金属反应生成了碳化物、氮化物和SiAlON(或AlON),以及少量金属熔融后的助烧结作用。     

添加ZrO2对镁尖晶石耐火材料的性能及微观结构的影响

研究了加入未经稳定化处理的ZrO2对镁尖晶石耐火材料的性能和微观结构的影响。向镁尖晶石耐火材料配料中加入2%～8%ZrO2制备试样,成型的试样于1740℃在隧道窑中烧成,测定了其物理性能和热机械性能。试验结果表明,向配料中加入5%未经稳定化处理的ZrO2,可降低其开口气孔率及提高机械强度。由于形成立方晶系ZrO2结构,有助于改善耐火材料的抗热震性、热机械性能和抗侵蚀性。     

铝铬耐火材料抗侵蚀的热力学模拟

采用了热力学模型模拟方法,计算模拟了铝铬耐火材料与熔融还原炼铁渣的反应过程.计算结果表明三种耐火材料(10Cr2O3-90A12O3,50Cr2O3-50Al2O3和90Cr2O3-10Al2O3)与熔渣在1500℃条件下发生反应生成尖晶石相MgCr2O4和MgAl2O4.反应后熔渣中Al2O3和Cr2O3含量有所增加,说明在此条件下耐火材料在一定程度上发生了溶解,Al2O3和Cr2O3因而渗入熔渣.热力学模拟能够预测由于耐火材料的溶解作用使得该熔融还原炼铁渣对铝铬耐火材料的渗透深度更深.     

玻璃熔窑蓄热室用镁尖晶石耐火材料

研制了牌号为NMAM-1和NMAM一2的镁尖晶石耐火材料，其基质为Mg0含量≥96％的熔融高纯方镁石和Al2O3 MgO≤97％的熔融铝镁尖晶石。这种耐火材料具有高耐蚀性和高温强度，从而使其使用性能毫不逊色于国外同类耐火材料。     

六方氮化硼复合氧化铝耐火材料的性能研究

以粒度为3~1和≤1 mm的板状刚玉为骨料,板状刚玉细粉、α-Al2O3微粉和Si粉为细粉,分别添加质量分数为3%的六方氮化硼、3%和10%的鳞片石墨制备了Al2O3-BN和低碳、高碳Al2O3-C三种试样,并对比了其常温物理性能、高温强度、抗氧化性、抗热震性和抗渣侵蚀性。结果表明:1)Al2O3-BN耐火材料的常温、高温物理性能与低碳铝碳材料相差不大,并优于传统高碳铝碳材料;2)Al2O3-BN耐火材料具有比碳复合耐火材料更好的抗热震性和抗氧化性,抗渣性与低碳铝碳材料的相当;3)考虑到材料的整体性能,六方氮化硼可以替代石墨作为原料,用于制备综合性能优异的氧化铝质复合耐火材料。     

ZrO2-C质耐火材料抗侵蚀性的研究现状

由于ZrO2-C质耐火材料具有优异的抗侵蚀性,因此它被广泛应用于连铸用浸入式水口渣线部位以及塞棒的棒头部位。本文介绍了ZrO2-C质耐火材料的主要原料,阐述了ZrO2-C质耐火材料的蚀损机理以及改进抗侵蚀性的措施。