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.     

利用铝铬渣与废弃镁碳砖合成镁铝尖晶石材料

以铁合金厂铝铬渣和钢厂废弃镁碳砖为主要原料,通过固相烧结反应合成MgAl2O4材料,研究分析铝铬渣与废弃镁碳砖细粉比例关系对合成MgAl2O4材料组成和结构的影响.用XRD、SEM及Rietveld quantification软件对材料中结晶相组成和结构进行表征.结果表明:铝铬渣和废弃镁碳砖细粉经1500℃保温2h煅烧,可以合成出镁铝尖晶石材料.当镁碳砖含量为40％,铝铬渣为60％时,合成材料微观结构中出现典型的镁铝尖晶石八面体形貌特征,结晶相发育完整,结构致密,镁铝尖晶石含量达到94％.     

镁质耐火材料的最新发展

本文介绍了国外镁质耐火材料,如镁碳砖、镁钙砖、镁钙碳砖、镁锆砖、镁铝尖晶石砖、镁铬砖、镁质涂料和镁碳质、镁铝质、镁锆质浇注料的生产、性能及其使用效果。     

优质铝镁不烧砖的研制

钢包是炼钢生产中的重要设备.目前,钢包使用的定形制品以铝镁碳砖、镁碳砖和铝镁砖为主.其中,由于铝镁碳砖、镁碳砖中含有一定量的碳及热导率较高而限制了其使用.铝镁质无碳不烧砖具有生产成本低,不引起钢水增碳,材料热导率低,使用寿命长等优点,因而在钢包中得到广泛应用.传统铝镁不烧砖多采用水玻璃为结合剂,其高温强度及荷重软化温度较低,抗侵蚀较差.所以对铝镁不烧砖性能的研究具有实际意义.     

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。     

对再生镁碳砖制备过程中碳化铝的研究

针对在镁碳砖或再生镁碳砖制备过程中被公认为有害物质的碳化铝进行了研究。在所研究的热处理温度范围内,确定了碳化铝的形成机理。在实验中研究了热处理温度和石墨加入量对碳化铝(Al4C3)形成的影响。     

不同材质钢包内衬烘烤过程中温度场的数值模拟

为了预防钢包衬因烘烤不当而引起的严重损毁,采用数值模拟法构建了钢包烘烤过程的数值模型,模拟分析了高铝质、铝镁碳质、镁碳质耐火材料内衬在烘烤过程中的温度分布情况。结果表明:烘烤18 h内,烘烤趋于稳定后,镁碳砖各点温度均比铝镁碳砖高20~30℃,比高铝砖高50~60℃;相同材料特殊取点的最高与最低温度的差值,高铝砖为197.4℃,铝镁碳砖为140.6℃,镁碳砖为133.3℃。可见,从升温能力到包衬温度均匀性,镁碳砖均最优。     

用废弃含碳耐火材料合成方镁石-镁铝尖晶石复相材料

以废弃镁碳砖与废弃滑板为原料,分别按照n(MgO)/n(Al2O3)=1,2,3,4比例进行制样,通过1300℃、1400℃、1500℃保温2h对试样进行煅烧.用X射线衍射仪、扫描电镜及X' Pert plus软件对热处理后试样的组成和结构进行表征.结果发现:以废弃镁碳砖与废弃滑板可以合成出方镁石-尖晶石复相材料,随着废弃镁碳砖引入量增加;试样体积密度降低,显气孔率增加,结构组成中方镁石逐渐增加.煅烧温度的增加促进方镁石与刚玉相形成镁铝尖晶石相.当n(MgO)/n(Al2O3)=3,煅烧温度1500℃时,经煅烧后形成方镁石-尖晶石复相结构中结晶相方镁石含量达到33％,镁铝尖晶石59％,方镁石-尖晶石相间由结晶度较差的玻璃相粘结.     

铝酸钙系冶金熔剂和CaF2对镁碳砖的侵蚀比较

为了降低精炼渣对钢包渣线镁碳砖的侵蚀,分别以20%(w)的冶金熔剂铝酸钙、铝镁酸钙和CaF2与80%(w)的初始钢渣配制成三种精炼渣,以镁碳砖为感应炉的坩埚,在坩埚内放入钢样,待钢样熔化并升温到1 600℃时,加精炼渣持续冶炼5 h(期间共更换渣8次),冷却后测镁碳砖渣线部位的侵蚀(渗透)深度并进行SEM分析。结果表明:以铝酸钙和铝镁酸钙为熔剂的精炼渣都比以CaF2为熔剂的精炼渣对镁碳砖的渗透浅、侵蚀小,而以铝镁酸钙冶金熔剂为精炼渣比以铝酸钙冶金熔剂为精炼渣对镁碳砖的渗透和侵蚀性都大大降低。这是由于铝镁酸钙中含有饱和的MgO,减缓了镁碳砖中MgO向CMA渣中的溶解,从而降低了渣对镁碳砖的侵蚀。     

不同MgO含量铝镁酸钙精炼剂对镁碳材料的动态蚀损

利用真空感应电炉模拟现场精炼工艺,研究了不同MgO含量预熔型铝镁酸钙精炼剂(CaO-MgO-Al2O3,CMA)对镁碳材料的动态蚀损过程。与传统萤石精炼相比,预熔型铝镁酸钙精炼剂对镁碳砖的蚀损明显减弱。铝镁酸钙精炼剂中MgO含量越高,镁碳砖中MgO向渣中扩散的驱动力越小;渣的黏度增大,渣向砖中的渗透深度以及砖中MgO向渣中的溶解速率降低。MgO在精炼渣中的理论饱和度为(6～8)%(质量分数,下同),但由于感应电炉内较强的搅拌作用,镁碳砖中氧化镁向渣中迁移或者扩散,冶炼终渣中MgO含量可达到20%左右。镁碳砖的侵蚀取决于精炼剂中MgO的含量和搅拌作用。     

整体耐火材料钢包内衬

钢包用高铝浇注料及其渣线用镁碳砖的使用在降低成本、完善工艺、节约能源和环境保护方面取得了显著的效益。     

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。     

废旧锂电池中金属钴和铝的回收

采用碱溶解铝→低固液比盐酸浸出→P507萃取→碳酸沉锂→结晶回收钴的流程,研究了废旧锂电池中金属铝和钴的回收工艺。探讨了氢氧化钠的浓度和pH值对铝产率的影响;考察了盐酸的浓度、溶解时间以及双氧水加入的量对钴的浸出率的影响。试验表明,当pH值为10,氢氧化铝的浓度为0.1mol/L时铝的回收率可以达到92%;在盐酸的浓度为9%,溶解时间为2.5 h的条件下钴的浸出率可以达到90%。     

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。     

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.     

用金属铝氢氧化钠从水中制取氢气

利用金属铝、氢氧化钠在实验室从工业用水中制取氢气，其中的唯一副产品铝酸钠是炼铝厂的中间原料，氢氧化钠也可以循环地使用，氢氧化铝可以进一步制造炼铝厂制铝的助溶剂冰晶石。这个流程则是一个以铝为载体的铝、氢氧化钠循环过程，是一个铝、氯联合生产工艺；如再生产冰晶石，则是一个铝-氢-氟化盐的工业联合体。     

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。     

酚醛树脂在耐火材料中的应用及其研究现状

综述了酚醛树脂在镁碳砖、铝碳砖、中间包干式料、转炉修补料、高炉压入料、高炉无水炮泥等不同类耐火材料中的应用及其研究现状;并针对酚醛树脂在耐火材料应用和及其研究中存在的问题及缺陷指出,利用催化反应改善树脂残炭的结构与性能,以及合成新型的网络互穿的高性能树脂,是酚醛树脂作为含碳耐火材料用结合剂的研究热点和发展方向。     

Al_4SiC_4的制备及其对镁碳砖抗氧化性能的影响

镁碳砖中碳的氧化是影响其使用寿命的主要原因。利用真空烧结制备的Al4SiC4粉体作为抗氧化剂提高镁碳砖的抗氧化性。加入Al4SiC43%~5%时,碳损失量降低50%~60%(1500℃,6h)。Al4SiC4能还原被氧化的碳,同时将自身的碳作为游离碳加入到镁碳砖中补充碳源。Al4SiC4分解生成的Al2O3、SiC与MgO反应最终生成镁铝尖晶石和镁橄榄石在砖体表面形成保护层防止进一步氧化。     

镁硅质防粘渣涂料的防粘渣试验及其应用

为了验证以菱镁矿、石英、黏土、氧化铬微粉及磷酸盐为原料制成的镁硅质防粘渣涂料的防粘渣性能,采用静态坩埚法(1 600℃3 h,空气气氛)对比研究了转炉钢包渣线用普通镁碳砖和VOD钢包渣线用低碳镁碳砖在涂覆该涂料前后的防粘渣性能,分析了试验后涂料的显微结构,探讨了涂料的防粘渣机制,并在宝钢进行了实际使用试验。结果表明:防粘渣涂料在熔渣与镁碳砖之间形成了明显的隔离层,起到了较好的防粘渣作用。这是由于,防粘渣涂料在1 600℃的平衡物相为MgO、M2S及MA与MK的固溶体,无液相出现,隔离了镁碳砖与熔渣的接触,不易被钢渣溶解,也不与镁碳砖发生烧结反应,还在一定程度上保护炭素不被氧化,加之其较大的体积收缩和排气反应,使其容易与粘附在其表面的熔渣一起脱落,从而起到防粘渣的作用。实际使用表明,该涂料大大减轻了钢包的粘渣程度,并延长了渣线和包口镁碳砖的使用寿命,得到了钢厂的认可。