埋炭气氛对高铬材料烧结及抗侵蚀性的影响

以电熔氧化铬颗粒和细粉、α-Al2O3微粉、ZrO2微粉为原料,以磷酸二氢铝为结合剂,压制成型的试样在1 400、1 450、1 500、1 550和1 600℃,保温5 h条件下埋199石墨烧成,并进行性能测试,采用扫描电镜观察分析试样的裂纹、渗透层的形貌,并进行了XRD分析,判断埋炭气氛下烧成温度对高铬材料性能的影响程度。结果表明:埋炭气氛可以促进高铬材料的烧结,试样在1 500~1 550℃温度范围内可以烧结致密,且试样表层会生成反应层,但抗侵蚀试验后表面没有挂渣层,使试样的抗熔渣渗透性显著降低。     

含磷高钠煤渣对高铬砖的侵蚀研究

为了研究高铬砖在含磷高钠煤渣侵蚀下的蚀损机制,以某厂多元料浆气化炉筒身上部与拱顶交界处残砖为试样,采用扫描电镜结合能谱分析仪对残砖进行了显微结构和微区成分分析.用后残砖由反应层、脱锆渗透层、含锆渗透层组成.由于服役条件下含磷高钠煤渣对高铬砖的溶解能力较强,基质(Al-Cr)ss固溶体和部分电熔氧化铬颗粒重结晶形成较为致...     

高铬砖与煤渣侵蚀反应的初探

使用扫描电镜和能谱仪研究了高铬砖(Cr2O3-Al2O3-ZrO2)的侵蚀反应,结果呈现出两种形式:一是形成含有部分脱锆层、再生单斜氧化锆层、再生单斜氧化锆和锆英石共存层、锆英石层;二是形成部分脱锆层和含有单斜氧化锆的渗透层。两种类型的侵蚀反应是由煤渣成分不同引起渗透层中m(CaO)/m(SiO2)比值的差异造成的:当渗透层中m(CaO)/m(SiO2)0.22时,首先在高铬砖内部由渣中SiO2与m-ZrO2形成锆英石层,再随着渗透层中m(CaO)/m(SiO2)比值的增加,形成再生单斜氧化锆和锆英石共存层、再生单斜氧化锆层和部分脱锆层;当渗透层中m(CaO)/m(SiO2)0.27时,易形成部分脱锆层和含有单斜氧化锆的渗透层。     

不同碱度煤渣对高铬砖侵蚀机理热力学分析

对国内碱度分别为0.50,0.78,1.43的3种典型煤渣灰,利用Factsage热力学计算软件进行计算分析,同时进行高铬砖坩埚法抗侵蚀试验。结果显示:碱度高的煤渣在高铬砖内渗透的距离更深;碱度0.50和0.78的渣和高铬砖的主要侵蚀反应为渣对基质的部分熔蚀,以及渣中FemOn、Mg O和砖组分形成复合尖晶石;碱度为1.43的渣和高铬砖的主要侵蚀反应为渣中FemOn、Mg O和砖组分形成复合尖晶石,同时渣中的Ca O和砖中的Zr O2和Cr2O3反应生成铬酸钙和锆酸钙。     

不同种类煤渣与高铬材料的反应

对国内多家水煤浆气化炉用后煤渣的化学分析结果表明,它们是以SiO2为主成分的酸性煤渣;根据煤渣中CaO和FeOn含量的不同,可将这些煤渣分为高硅渣、高钙渣和高铁渣三类。对三类煤渣熔融特性温度(包括软化温度、半球温度和流动温度)的测试结果表明,高硅渣的熔融特性温度最高,其次是高铁渣,高钙渣的最低。以这三类煤渣对高铬砖进行的抗渣侵蚀试验(坩埚法)表明:高钙渣的渗透深度最深,其次为高铁渣,而高硅渣渗透的深度最浅;高钙渣侵蚀后,试样基质结构被破坏,颗粒呈孤立分布;高铁渣侵蚀后,在表面形成了一层致密层;高硅渣侵蚀后,试样的连续结构也遭到一定程度的破坏。     

煤渣中氧化铁对高铬砖使用的影响

分析了国内某企业德士古气化炉锥底渣口部位耐火砖使用寿命较短的原因,测试了该企业使用的不同产地煤种的煤灰化学成分及灰融熔性温度,并进行了静态坩埚抗渣试验。试验及测试结果表明:煤渣中氧化铁含量较高时,煤渣的灰熔融性温度降低,对耐火材料的渗透侵蚀严重,虽然能在渣与耐火材料界面处形成所谓的复合尖晶石保护层,但对耐火材料的寿命提高起不到明显的作用,反而会降低其使用寿命。     

高铬砖抗浮法玻璃侵蚀的研究

采用坩埚抗渣试验方法对颗粒氧化铬砖、致密氧化铬砖和熔铸锆刚玉做了抗浮法玻璃侵蚀性对比实验,对试验后的样品进行了扫描电子显微镜分析.结果表明:致密氧化铬砖的抗浮法玻璃侵蚀性好于颗粒氧化铬砖,颗粒氧化铬砖的抗浮法玻璃侵蚀性好于熔铸锆刚玉砖.     

碳含量对MgO-C材料抗氧化性和抗渣侵蚀性的影响

以w(MgO)=98.5%的电熔镁砂和w(C)=99.3%的天然鳞片石墨为原料,酚醛树脂为结合剂,于900℃氩气气氛中炭化处理后制备了碳含量(w)分别为5%、10%、15%、20%、25%、30%的MgO-C材料,并考察碳含量对其抗氧化性(1 000、1 400℃下)和抗渣侵蚀性(1 650~1 700℃)的影响。结果表明:1)随着碳含量的增加,MgO-C试样的抗氧化性能提高;2)渣线部位试样的侵蚀量随着碳含量的增加先减少后增加,在碳含量为20%(w)时最小;钢液部位试样的侵蚀量随着碳含量的增加而增加,但当碳含量为25%(w)时急剧减少。     

匣钵材料抗氢氧化锂侵蚀性研究

为寻找抗碱性强且满足三元正极材料烧结使用的匣钵材料,将LiOH·6H₂O分别置于重结晶SiC、β-SiC结合SiC质匣钵材料上,在氧气气氛下经780℃保温20 h进行侵蚀试验,并与市售的堇青石-莫来石质匣钵材料做对比,采用SEM及XRD分析了3种材料的显微结构与物相组成。结果表明：1)β-SiC结合SiC材料经侵蚀后表面生成了一层厚度为4.2 mm的反应层;重结晶SiC材料表面没有明显的反应层;堇青石-莫来石材料表面变得凹凸不平,表面以下生成深度约1.8 mm的反应层。2)匣钵材料的致密性会显著影响Li₂O的渗透深度;β-SiC结合SiC材料较为致密,Li₂O渗透深度浅,反应所伴随的体积膨胀效应严重改变了材料的表面结构。3)重结晶SiC材料显气孔率及孔径均大于β-SiC结合SiC材料的,Li₂O更容易渗透进入重结晶SiC材料内部,在内部孔隙中生成Li₂SiO₃,但重结晶SiC材料的整体结构未受到明显影响。     

石灰石粉对水泥基材料抗硫酸盐侵蚀性的影响及其机理

用天然石灰石粉等质量取代水泥20%和30%,将制备的水泥净浆和砂浆试件常温浸泡在0.35 mol/L Na2SO4溶液中,测量试件的线长度和抗折强度随浸泡时间的变化.结果表明:石灰石粉对水泥基材料的抗硫酸盐性有严重的影响,它们使水泥基材料在硫酸盐环境中的强度急剧下降并导致水泥基材料产生较大体积膨胀,引起开裂.掺石灰石粉的水泥基材料主要因形成大量较大尺寸的石膏晶体而膨胀开裂.石膏的形成导致硫酸盐侵蚀水泥基材料产生膨胀开裂.因此,在硫酸盐侵蚀环境下,不宜采用含石灰石粉的复合水泥或将石灰石粉作为矿物掺合料制备的混凝土.     

对火材料的组成对其抗侵蚀性能的影响

研究了铝碳、尖晶石一碳、镁碳、锆碳试样中添加不同添加剂后,应用于连铸钢包和浸入式水口中其抗侵蚀性的变化。     

烧成温度对高铬砖显微结构的影响

利用扫描电子显微镜分析了 170 0℃、174 0℃、1780℃、182 0℃和 186 0℃烧成后高铬砖的显微结构。结果表明 :高铬砖的烧成温度不是越高越好 ,而是有一个合适的烧成温度 174 0℃。在该烧成温度下制得的高铬砖 ,其基质中的Cr2 O3晶粒尺寸适中 ,基质组织结构致密 ,基质和颗粒结合紧密 ,无裂纹 ,并且其力学性能最佳。     

SiC/SiAlON对原位SiC结合刚玉材料抗侵蚀性的影响

采用矾土基高铝刚玉为骨料,以电熔刚玉细粉、Si粉、SiC粉或SiAlON粉为基质料,用酚醛树脂为结合剂,试样于1450℃埋炭烧成后,制备了烧结良好的原位SiC结合刚玉复合材料;采用静态坩埚法研究了加入SiC或SiAlON对这种复合材料抗渣性的影响.结果表明:原位SiC结合刚玉材料具有良好的抗侵蚀性能,加入适量SiC或SiAlON后复合材料的抗侵蚀性进一步提高;原位SiC结合刚玉基材料抗侵蚀行为和机理为:熔渣侵蚀材料的过程是SiC和SiAlON等非氧化物先被氧化,然后其氧化产物SiO2和Al2O3与熔渣中的CaO和Al2O3以及材料基质中的Al2O3反应生成钙长石,材料被侵蚀;原位生成的SiC难被熔渣润湿,且填充在气孔中,堵塞了熔渣渗透的主要通道;加入SiC和SiAlON,材料中非氧化物的量明显增多,因此抗侵蚀性明显提高.     

电磁场对MgO-C耐火材料抗熔渣侵蚀性的影响

采用碳含量为14%(质量分数)的MgO-C砖和CaO与SiO2的质量比为0.8的转炉渣,分别在中频感应炉和电阻炉中进行抗渣侵蚀实验.结果表明:感应炉环境中存在的电磁场使抗渣试样中出现明显的渗透层,MgO与渣中氧化铁形成的固溶体在温度降低时以镁铁尖晶石相存在,而低熔相主要为钙镁橄榄石和镁橄榄石.在无电磁场存在的电阻炉中,...     

煤矸石掺合料对水泥砂浆抗硫酸盐侵蚀性的影响

在10%Na2SO4溶液中分别进行干湿循环和长期侵蚀试验,以研究煤矸石掺合料对水泥砂浆抗硫酸盐侵蚀性的影响,并与矿粉掺合料和粉煤灰掺合料进行了比较。     

PNIPAM温敏凝胶对水泥材料抗硫酸盐侵蚀性能的影响

利用自制聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)温敏凝胶制备水泥材料,并开展硫酸盐溶液侵蚀试验,测量试件质量与强度变化;同时采用SEM、MIP和水化热测试等手段,研究PNIPAM凝胶对水泥材料抗硫酸盐侵蚀性能的影响机理。结果表明,PNIPAM凝胶相变会释水,促进水泥材料的水化,改善内部孔结构,提高水泥材料力学性能;质量分数为1.0%的PNIPAM凝胶可降低水泥材料受硫酸盐侵蚀的质量损失和强度损失;PNIIPAM凝胶具有相变特性,可以抵消部分膨胀型侵蚀产物对水泥材料内部造成的破坏,提高水泥材料的抗硫酸盐侵蚀性能。     

金属添加物对MgO-C砖抗侵蚀性的影响

含有硼化物的MgO-C砖的抗侵蚀性的提高取决于金属添加物,如:Al、Al-Mg合金。采用纯度为99%的电熔镁砂以及纯度为98%的石墨作为MgO-C砖的主要组分;将铝粉、镁铝合金粉、硼化物作为添加物加入到MgO-C砖基质中。具体配料组成(w):电熔镁砂75%、石墨21%、硼化物为0.5%、Al和Al-Mg合金合量为4%(其中Al为4%、2.5%、1.5%、1%、0,对应Al-Mg合金分别为0、1.5%、2.5%、3%、4%)。用m(CaO)/m(SiO2)=3.4的转炉渣于1750℃5h做回转抗渣试验。试验结果表明:MgO-C砖抗侵蚀性的提高随着Al-Mg合金加入量的增加而提高,特别是当试样中含有4%的Al-Mg合…     

SiC结合刚玉材料的抗高炉渣侵蚀性

采用电熔刚玉、Si粉和SiC粉为原料,用酚醛树脂做结合剂,混练成型后于1 450℃埋炭烧成,采用静态坩埚抗渣试验研究了烧后试样对碱度为1.1的高炉渣在1 500℃的抗渣侵蚀性。结果表明:Si与C、CO在高温下原位反应生成纤维状SiC,形成原位SiC结合刚玉材料,该材料具有良好的抗侵蚀性能,渣蚀厚度都在2.6mm以下,其中,加入8%(w)Si粉和5%(w)SiC粉的试样抗渣侵蚀性最好。通过对抗侵蚀后试样的侵蚀层、渗透层和未变层的相组成和显微结构的分析认为:(1)这种复合材料抗渣侵蚀性能良好的主要原因是熔渣难润湿的SiC自身抗渣侵蚀性较好,且原位生成的纤维状SiC穿插在刚玉骨架结构的空隙中,阻挡了熔渣的侵蚀和渗透;(2)熔渣侵蚀材料的过程是SiC先被氧化,然后其氧化产物SiO2与熔渣中的CaO和SiO2以及材料基质中的A l2O3反应生成钙长石低熔相。     

免烧SiC材料的抗冰晶石侵蚀性研究

为解决电解铝行业Si_3N_4结合SiC耐火材料成本高,工艺控制复杂等问题,以工业SiC为主要原料,添加少量Si粉和Al粉,酚醛树脂为结合剂,经120℃烘干制备免烧SiC试样,采用CO_2气氛控制动态侵蚀法结合XRD和SEM研究其1 000℃时的抗冰晶石侵蚀性。结果表明:试样中的酚醛树脂转变为石墨,Si和Al转化为纤维状、粒状、柱状的SiC、Al_2O_3、Al N、Si_3N_4、3Al_2O_3·2SiO_2,以及Al、Si的氮氧化物等较为复杂的陶瓷结合体系,为免烧SiC材料提供了优异的抗冰晶石侵蚀性能。