低炭MgO-C质耐火材料的抗熔渣侵蚀行为

以碱度为 3.0和 1.0的钢渣对石墨含量(w)为 0、2 %、4 %、6 %和 12 %的MgO -C质试样进行了回转抗渣试验 ,并对侵蚀后试样进行了SEM、EDAX和EPMA分析。结果表明 :当石墨含量 (w)≤6 %时 ,试样在两种渣中的侵蚀深度都随石墨含量的增加而减小 ,而当石墨含量达到 12 %时 ,其侵蚀深度又都增加 ;碱度 1.0的渣对石墨含量 (w)≤ 6 %的MgO -C材料的侵蚀严重 ,而碱度 3.0的渣对石墨含量 (w)为 12 %的MgO -C材料的侵蚀严重 ;低碱度渣中Si、Fe对MgO致密层的熔损比高碱度渣中的严重。     

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…     

不同碱度渣对铝镁浇注料的侵蚀行为

以板状刚玉颗粒(≤5 mm)、电熔镁砂粉(≤0.088 mm)、电熔尖晶石粉(≤0.044 mm)、α-Al2O3微粉(d50≤0.7μm)为主要原料,经配料、混料、成型、烘干后制备了铝镁质坩埚试样,采用2种不同碱度的钢包渣(碱度分别为3.40和1.03),通过静态坩埚法对铝镁浇注料进行抗渣试验(1 600℃3 h),分析了抗渣试验后试样的渣蚀指数和显微结构,以研究不同碱度渣对铝镁浇注料试样的侵蚀行为。结果表明,低碱度渣对铝镁浇注料的侵蚀和渗透比高碱度渣严重,这主要是因为不同碱度渣与浇注料反应生成的产物不同。低碱度渣对铝镁浇注料侵蚀时,材料内部CA6和钙铝硅系化合物多相共存的组织以及CA6生成时的体积膨胀效应加剧了渣对材料的侵蚀和渗透;在高碱度渣条件下,渣与材料界面生成了CA2致密层和大量的原位MA,有效地降低了渣对材料的蚀损。     

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。     

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。     

电磁场环境下碳含量对MgO-C砖抗高碱度渣侵蚀性能的影响

为了探索Mg O-C砖在电磁搅拌、电弧炉和感应炉等电磁场环境下使用时的抗渣侵蚀性,采用w(C)分别为6%、14%的Mg O-C砖和m(Ca O)/m(Si O2)=3.5的炉渣在中频感应炉中进行抗熔渣侵蚀试验,并对渣蚀后试样进行了XRD和SEM、EDAX分析。结果表明:在电磁场环境下,w(C)=6%的镁碳砖渣蚀后低熔点相为镁黄长石,w(C)=14%的镁碳砖渣蚀后低熔点相为黄长石。镁碳砖渣蚀过程中,w(C)=6%的镁碳砖中镁砂未完全形成镁铁(锰)固溶体或镁铁尖晶石即剥落于熔渣中;而w(C)=14%的镁碳砖中镁砂形成镁铁(锰)固溶体或镁铁尖晶石后剥落于熔渣中;在渣蚀后镁碳砖过渡层中,电磁场促进了Al2O3、Mn O、Fe O、Fe2O3的渗透,生成镁铁(锰)固溶体、镁铁尖晶石、镁铝尖晶石或金属单质,w(C)=14%的镁碳砖渗透较弱,生成的固溶体或尖晶石较少,易剥落于熔渣中。     

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。     

铁浴式熔融还原渣对镁铬材料侵蚀的研究

以市售w(Cr2O3)=26.02%的电熔再结合镁铬砖和自制预合成的不同FeO含量的铁浴式熔融还原渣为研究对象,采用旋转圆柱法,研究了铁浴式熔融还原渣中FeO含量(其质量分数分别为0、5%、10%和15%)和试验温度(1 450、1 500、1 550和1 600℃)对镁铬砖试样侵蚀量、显微结构的影响。结果表明:(1)不含FeO的渣对镁铬试样的侵蚀量大于FeO含量(w)为5%的渣,渣中FeO含量(w)为5%~15%时,随着FeO含量的增加,镁铬试样的侵蚀量增大,侵蚀加剧;(2)温度是影响镁铬材料抗渣性能的重要因素之一,温度提高,熔融还原渣对耐火材料的侵蚀加剧。     

MgO-SiC-C材料的抗渣性能研究

以电熔镁砂、碳化硅、鳞片石墨(w(C)>97%)、铝粉(≤0.088mm,w(Al)>98%)和硅粉(≤0.088mm,w(Si)>98%)为主要原料,按w(电熔镁砂)=81%,w(SiC)=10%,w(鳞片石墨)=4%,w(铝粉 硅粉)=5%的组成配料,以酚醛树脂为结合剂,压制成125mm×25mm×25mm的MgO-SiC-C试样,在220℃干燥24h后采用感应炉法进行了抗转炉终渣试验,并对抗渣试验后试样进行了XRD、SEM和EDAX分析。结果发现熔渣对MgO-SiC-C试样的侵蚀和渗透并不显著,试样的侵蚀速率为0.25~0.3mm·h-1;抗渣试验后试样原质层主要组成为MgO、SiC和MgO·Al2O3;在与熔渣接触后,SiC被氧化成SiO2,由此导致在试样和熔渣间形成一高粘度的液相反应层,有效地减轻了试样受熔渣渗透和侵蚀的程度,提高了试样的抗渣能力。     

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。     

Al2O3-C材料中Ti(C,N)的形成及其抗气化炉渣侵蚀性能研究

水煤浆气化炉内衬材料的无铬化势在必行.基于碳氮化钛对高炉渣的增稠机理,本工作在前期开发水煤浆气化炉用Al2O3-C无铬化内衬材料的基础上,拟通过在Al2O3-C材料中引入一定量的TiO2,使之在高温下材料内原位反应形成碳氮化钛相,提高材料的抗气化炉渣侵蚀性能.结果表明:当Al2O3-C材料引入适量的TiO2时,可以发现在烧成过程中材料中原位形成了Ti(C,N)相,优化材料的孔结构;当材料与渣发生反应时,提高了在侵蚀过程中渣的粘度,改善材料的抗侵蚀性能.当材料中引入的过量的TiO2,TiO2易与气化炉渣发生反应,降低渣的粘度,从而降低材料的抗侵蚀性能.     

钢水的钙处理与连铸用耐火材料发展的新趋势

用化学热力学和相图原理，分析了ＣａＳｉ处理钢水中钙对连铸用Ａｌ_２Ｏ_３－Ｃ质耐火材料的化学蚀机理；指出在Ａｌ_２Ｏ_３－Ｃ质控制元件的关键部位用ＭｇＯ－Ｃ质材料进行复合，是钙处理钢水连铸用耐火材料发展的新趋势。     

Microstructures and Corrosion Resistance of Al2O3—C Based Refractories to the Melts Containing Titania

The corrosion resisance of the Al2O3-C based refrac-tories in melts containing titania has been studied by quasi-station immersion and rotary immersionThe corrosion rate is decreased with the addition of graphite carbon and ZrO2 in the refractories.The corrosion mehanism of Al2O3-C refractories is the oxidization of graphite carbon by the oxides of the melts and the formation of deteriorate layer,For the Al2O3-C-ZrO2 refractories,the corrosion behavior is due to the interaction between melts and refrac-tories,The new compounds of FeO.SiO2,SiZrO4,Feo.3CaO,2CaO.SiO2 and CaO.SiO2 are formed in the deteriorate layer.     

Corrosion resistance of Al–Cr-slag containing chromium–corundum refractories to slags with different basicity

Al–Cr slag is the solid waste generated by the smelting of Cr metal. It presents a range of environmental hazards. This study addressed the corrosion resistance of Al–Cr slag containing chromium–corundum refractories to slags with different basicity. Herein, we provide suggestions for the use of Cr–corundum of different basicity in kilns. Al–Cr slag, brown fused Al₂O₃, and chrome green were used as the raw materials, with pure calcium aluminate cement being used as a binder. The brick samples, prepared using different blends of chrome green and corundum, were fired at 1600?°C, and subsequently subjected to a slag corrosion test. After corrosion by slag of different basicity, the phase composition and microstructure of the sample were analyzed by X-ray diffraction, energy dispersive spectrometer and scanning electron microscopy. There were two major findings. First, Cr–corundum brick made from Al–Cr slag has a better slag corrosion resistance than that made from Cr₂O₃ and brown fused Al₂O₃. Second, Cr–corundum brick made from Al–Cr slag has superior corrosion resistance to slag with a CaO:SiO₂ ratio of 2:1.     

六铝酸钙加入量对MgO-C耐火材料性能的影响

为提高MgO-C耐火材料的寿命,以电熔镁砂(5～3、3～1、≤1、≤0.074 mm)、鳞片石墨(≤0.15 mm)、Si粉(≤0.044 mm)、Al粉(≤0.044 mm)、六铝酸钙(≤0.044 mm)为原料,以热固性酚醛树脂为结合剂,以150 MPa压力机压成型制备了MgO-C砖试样.试样经过1200、1400...     

超低碳铝硅镇静钢精炼过程中夹杂物的行为及其对钢组织的影响

针对RH精炼并结合典型的渣-钢化学平衡实验,研究了超低碳铝硅镇静钢精炼过程中夹杂物的变化以及钢包顶渣组成对钢中夹杂物的影响. 用激光共聚焦高温扫描显微镜在线观察了再加热过程中钢的微观组织变化,讨论了夹杂物对钢的晶粒长大的影响. 结果表明,本实验条件下精炼前钢中夹杂物是以Fe-Mn氧化物为主的复合夹杂,夹杂物数量和大小受渣碱度、Al2O3含量及CaO/Al2O3比值的影响较大,当碱度为1.5及Al2O3含量为20%时,夹杂物数量最少. 以成分优化的钢包渣与精炼末期钢样进行的平衡实验显示,夹杂物为Al2O3-MgO或Al2O3-MgO-SiO2-MnO为主的复合夹杂,随渣中w(MnO)的增加,复合夹杂中Mn含量有增加的趋势,使钢的晶粒长大过程需要更高的再加热温度. 钢样再加热后,钢中夹杂物变为以Al2O3, MgO, SiO2复合夹杂为主,三者总量占夹杂物总量的90%或以上,复合夹杂中MnO含量受加热制度影响.     

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。     

Al2O3-ZrN-Sialon-C复相耐火材料抗渣侵性能研究

以板状刚玉、石墨、α-Al2O3、金属铝粉、单质硅粉为主要原料,ZrN-Sialon复相粉体为添加剂,采用酚醛树脂结合制备了Al2O3-ZrN-Sialon-C复相耐火材料.采用静态坩埚法研究了ZrN-Sialon复相粉体加入量对材料抗渣侵蚀性能的影响,借助SEM与EDS面扫描对渣蚀后材料的结构和成份进行分析,并探讨了Al2O3-ZrN-Sialon-C复相耐火材料的抗渣侵蚀机理.结果表明:ZrN-Sialon复相粉体加入量为9wt％时,材料表现突出的抗钢渣侵蚀性能.研究表明材料中Sialon氧化后生成的SiO2能形成致密的氧化保护层,同时ZrN氧化后形成的ZrO2有利于提高抗钢渣的浸润,阻止钢渣的渗透与侵蚀.分析认为Al2O3-ZrN-Sialon-C复相耐火材料的钢渣侵蚀机理为氧化-熔蚀-渗透.     

AlN对Al2O3-C材料性能的影响

采用碳热还原法制备的AlN复合粉(主成分是AlN和Al2O3)部分取代Al2O3-C材料中的Al2O3微粉,研究了AlN复合粉加入量(分别为0、15%和25%)对Al2O3-C材料性能的影响。结果表明:(1)试样的显气孔率随AlN复合粉取代量的增加而增大,体积密度、常温抗折强度随AlN复合粉取代量的增加而减小;(2)AlN复合粉的引入能显著提高Al2O3-C材料的高温抗折强度;(3)添加AlN复合粉的试样经熔钢侵蚀后,在材料表面形成较连续的致密层,有利于提高材料的抗熔钢侵蚀性和冲刷性。     

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。