电炉钛渣对不同耐火材料侵蚀的热力学计算

为了探讨某厂电炉钛渣条件下耐火材料的选择,选取常用刚玉浇注料、烧成镁砖、Si C浇注料和镁碳砖4种耐火材料,以及某厂w(Ti O2)=78%的电炉钛渣为研究对象,通过Fact Sage进行热力学计算钛渣对4种耐火材料的侵蚀,并进行实际侵蚀试验。结果表明:Si C浇注料与钛渣能形成高熔点的Ti C,阻止耐火材料进一步渗透,具有良好的抗钛渣侵蚀能力;烧成镁砖和镁碳砖被侵蚀最终也是要被钛渣侵蚀掉;刚玉骨料被侵蚀后形成的新液相渣相,很容易被侵蚀;4种耐火材料对钛渣抗侵蚀作用由好到坏的顺序是:Si C浇注料镁碳砖烧成镁砖刚玉浇注料。     

高炉渣和脱硫渣对Al2O3-SiC-C质浇注料的侵蚀研究

采用静态坩埚法进行抗渣(高炉渣和脱硫渣)侵蚀试验,研究了高炉渣和脱硫渣对硅溶胶结合Al2 O3-SiC-C质浇注料的侵蚀,并借助SEM、EDS、XRD等方法对静态坩埚抗渣试样进行了显微结构、元素分布和物相组成分析.结果表明,CaO、SiO2和FeO含量相对较高的脱硫渣对静态坩埚抗渣试样的侵蚀能力较强.这是因为CaO、S...     

硅溶胶结合Al2O3-SiC-C浇注料的抗侵蚀性能

以致密刚玉、碳化硅、炭素材料、氧化铝微粉、刚玉微粉等为原料,以硅溶胶为结合剂制备了Al2O3-SiC-C浇注料,与高炉出铁场应用的主沟铁线料、渣线料以及脱Si用摆动流嘴料对比进行了抗高炉水渣、脱Si渣和脱P渣侵蚀试验研究,侵蚀试验采用静态坩埚法(氧化气氛,1450℃3h)和动态旋转法(1500℃,转速为60r.min-1,试验旋转时间10min)两种方法进行。另外,对所研制的浇注料又进行了静态坩埚强化侵蚀试验:1500℃3h抗渣侵蚀试验和2次1450℃3h抗渣侵蚀试验。结果表明:所研制的硅溶胶结合Al2O3-SiC-C浇注料对3种渣的抗侵蚀性能均比目前高炉出铁场使用的主沟铁线料、渣线料以及脱Si用摆动流嘴料要好;在3种铁水预处理渣中,脱Si渣和脱P渣对材料的侵蚀较严重。     

铝镁浇注料的抗渣侵蚀机理

采用静态坩埚法进行了铝镁浇注料的抗渣侵蚀试验 ,从动力学和热力学角度分析了铝镁浇注料的抗渣侵蚀机理。结果表明 :浇注料的熔渣侵蚀过程受化学反应和扩散的混合控制 ;熔渣侵蚀的表观活化能约为 4 2 4 .8kJ·mol- 1;渣中CaO与Al2 O3反应生成高熔点的CA6 ,抑制了熔渣的进一步侵蚀 ;渣中CaO含量的不断降低 ,使熔渣的粘度增大 ,渗透能力降低。     

ZrO_2-C质浸入式水口抗侵蚀性的改进

在连铸过程中 ,渣带的侵蚀严重降低了浸入式水口的使用寿命。用ＺｒＯ2 -Ｃ质取代Ａｌ2 Ｏ3-Ｃ质可减轻侵蚀 ,而用ＺｒＢ2 部分代替ＺｒＯ2 能使抗侵蚀性明显改善。但因渣组成的不同 ,这种改善有很大的不同。由于ＺｒＢ2 氧化生成的Ｂ2 Ｏ3在ＺｒＯ2 表面聚集 ,使稳定ＺｒＯ2 转变为不稳定ＺｒＯ2 ,使侵蚀更加严重。为此 ,用ＺｒＢ2 以 1:2或 2 :1的比例部分代替ＺｒＯ2 ,并且向材料中添加金属Ａｌ作了进一步的改进研究。试验所用ＺｒＯ2 为ＣａＯ部分稳定的ＺｒＯ2 ,有 <5 0 0 μｍ和 <10 0 μｍ两种粒度 ,其中 <10 0 μｍ的ＺｒＯ2 用 <10…     

氮化硅对刚玉质高炉喷补料抗渣性能的影响

以板状刚玉为原料,纯铝酸钙水泥和SiO2微粉为结合剂,制成刚玉质高炉喷补料的坩埚试样,然后在还原气氛中于1550℃3h进行抗高炉渣的侵蚀试验,研究了氮化硅加入量(分别为0、5%和10%)对刚玉质高炉喷补料的抗渣侵蚀性能的影响,通过对侵蚀试样的微观分析,得出了渣侵蚀机理。结果表明:刚玉喷补料中不加氮化硅时,渣很容易侵蚀喷补料,而加入5%和10%的氮化硅后,改善了喷补料的抗渣渗透性,大大提高了其抗渣能力;氮化硅在喷补料基质中呈网状结构,这也是提高喷补料抗渣侵蚀能力的主要原因。     

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。     

煤熔渣对SiC-MgAl_2O_4复合材料的侵蚀机制

为探索水煤浆气化炉炉衬材料的无铬化,以SiC颗料、MgAl_2O_4细粉、α-Al_2O_3微粉和MgO细粉为原料,在埋碳气氛下于1 650℃保温5 h烧成制备了SiC-MgAl_2O_4坩埚试样,并采用静态坩埚法在埋碳气氛下进行了1 500℃保温1 h的煤熔渣侵蚀试验,以研究高温煤熔渣对试样的侵蚀行为。结果表明:1) SiC-MgAl_2O_4材料经高温煤熔渣侵蚀后,煤熔渣沿着MgAl_2O_4基质渗入材料内部,产生明显裂纹; 2)煤熔渣中的Fe元素在试验条件下与材料中的SiC发生氧化还原反应,在试样表面形成金属Fe,SiC被氧化形成的SiO_2向渣中溶解,提高了熔渣黏度,从而抑制熔渣的进一步渗透; 3)煤熔渣对SiC-MgAl_2O_4材料的侵蚀机制主要包括向MgAl_2O_4基质的渗透和对SiC颗粒的氧化两个方面。     

不同条件下白云石耐火材料抗侵蚀性的研究

采用真空感应炉法与静态坩埚法,分别研究了烧成白云石耐火材料在碱度为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。真空感应炉浸棒法的试验条件是真空度5kPa、1650℃保温25min;静态坩埚法的试验条件为空气气氛下于1650℃保温60min。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。结果表明,在静态坩埚法抗渣试验条件下,在CaO-SiO2渣中,随着熔渣碱度的升高,试样与熔渣生成高熔点的C2S保护层,阻挡了熔渣的侵蚀,表现出较好的抗侵蚀性。在真空感应炉浸渍试样的试验中,在CaO-SiO2渣中,随着熔渣碱度的升高,试样抗侵蚀性呈现出先增强后减弱的趋势;在CaO-Al2O3渣中,试样侵蚀后形成低熔点的C12A7,试样的抗侵蚀性很差。     

氧化铁粉对MgO-Al2O3质浇注料性能的影响

以电熔镁砂、二氧化硅微粉、MA尖晶石粉、α-Al2O3微粉、氧化铁粉为原料制备MgO-Al2O3质浇注料,研究氧化铁粉加入量(0、2%、4%、6%)对MgO-Al2O3质浇注料常温物理性能、抗热震性和抗渣性的影响.按照国家相关标准进行各项物理性能检测,并用X射线衍射仪对1550℃3 h烧后试样进行物相分析,采用风冷法进行抗热震性试验,静态坩埚法进行抗渣试验.结果表明加入氧化铁粉对MgO-Al2O3质浇注料的抗渣渗透性能和常温力学性能有利.随着基质中氧化铁粉加入量的增加,试样抗渣侵蚀能力有所减弱,抗渣渗透能力明显增强,试样经1100℃3 h和1550℃3 h热处理后的常温力学性能得以提高,但抗热震性降低.氧化铁粉加入量≤2%时,试样的抗热震性较好.     

Si3N4对镁质浇注料抗渣性能的影响

以95烧结镁砂为主要原料,以SiO2微粉为结合剂,在配料的细粉部分分别以0、3%、4%、5%的β-Si3N4细粉替代等量的镁砂细粉,搅拌均匀后浇注成氮化硅含量不同的镁质坩埚试样。选用宝钢中间包渣,采用静态坩埚法,在1550℃3h条件下对这些坩埚试样进行了抗渣试验。试验结果表明:加入Si3N4可以明显改善镁质浇注料的抗渣性能,并且随着Si3N4加入量的增加,试样的抗渣性能提高;在含氮化硅的镁质浇注料表面,由于Si3N4被氧化为SiO2而形成了致密烧结层,能阻止渣的进一步渗透;在加入Si3N4的镁质浇注料试样内部深处,由于氧分压非常低,Si3N4稳定存在;由于Si3N4在还原气氛下难以烧结,造成镁质浇注料内部结构疏松。     

烧结MgO在SiO2—FeO—CaO与FeS—Cu2S熔体界面区的局部侵蚀

采用坩埚法，借助自行设计的高温Ｘ射线透射影视设备，通过Ｘ射线照像主电视观察，研究了烧结ＭｇＯ材料在炉渣（ＳｉＯ２－ＦｅＯ－ＣａＯ）与冰铜（ＦｅＳ－Ｃｕ２Ｓ）界面区局部优先侵蚀过程。发现：ＭｇＯ材料在渣中ＦｅＯ形成致密的（Ｆｅ，Ｍｇ）Ｏ层，紧邻（Ｆｅ，Ｍｇ）Ｏ层形成渣膜，而界面张力流的存在使渣膜产生运动，促进渣膜层中ＭｇＯ的传质过程，加速ＭｇＯ材料的侵蚀，从而引起ＭｇＯ材料在渣－冰铜界面区局部优先侵     

Cr_2O_3对方镁石－尖晶石耐火材料抗渣性的影响

采用电熔镁砂及预合成电熔ＭＡ砂为原料，在高温下烧成方镁石－尖晶石试样，当加入少量铬矿时可提高其热震稳定性及抗渣性。用坩埚法作富ＣａＯ转炉渣对方镁石－尖晶石系耐火材料的侵蚀试验后，采用ＸＲＤ、ＳＥＭ、ＥＤＡＸ、岩相分析等方法分析Ｃｒ_２Ｏ_３对方镁石－尖晶石耐火材料抗渣性的影响。     

Al_2O_3-Cr_2O_3耐火材料与含ZnO的铁橄榄石渣之间的相互作用

在再生铜熔炼工艺中,存在于铁橄榄石渣中的ZnO会改变渣的物理和化学性能。相应地,含ZnO的再生铜熔炼渣也会影响耐火材料炉衬的侵蚀行为。因此,本工作研究了Al_2O_3-Cr2O3耐火材料和含ZnO的铁橄榄石渣之间的相互作用,进行了静态耐火材料浸渣试验以及Ar气氛中1 200℃下的Al_2O_3坩埚试验。使用装备有波长色散光谱仪(EPMA-WDS)的电子探针微观分析仪对侵蚀的耐火材料试样的微观结构和渣组成进行分析。研究了ZnO含量对Al_2O_3溶解和Al_2O_3/渣界面反应的影响。使用热力学计算对Al_2O_3坩埚试验的结果进行了解释。     

用FactSage分析结合系统对刚玉-尖晶石浇注料抗渣性能的影响

为研究结合系统对刚玉-尖晶石浇注料抗渣性能的影响,首先通过FactSage热力学分析软件计算了Fe_2O_3对刚玉-尖晶石低水泥浇注料和刚玉-尖晶石无水泥浇注料两种系统的侵蚀,然后对两种系统进行了坩埚抗渣试验。FactSage计算结果表明:无CaO的ρ-Al_2O_3结合刚玉-尖晶石无水泥浇注料抗Fe_2O_3侵蚀能力明显优于含CaO的刚玉-尖晶石低水泥浇注料。坩埚抗渣试验也证实了这一结论。     

基质组成对MgO-尖晶石浇注料抗渣性能的影响

采用静态坩埚法研究了添加不同组成尖晶石的ＭｇＯ－ 尖晶石浇注料基质组成与抗渣性能的关系。实验结果表明：随着基质中Ａｌ２Ｏ３ 含量增加,浇注料抗渣侵蚀能力减弱,而抗渣渗透能力增强。在基质中ＳｉＯ２ 含量固定在１０ ％ 的情况下,基质中Ａｌ２Ｏ３ 含量在３０ ％ ～５０ ％ 时浇注料抗渣侵蚀性能较好;Ａｌ２Ｏ３ 含量超过５０ ％ 时,侵蚀速率急剧增加两倍以上。不同组成尖晶石对浇注料抗渣侵蚀性能没有明显影响,但含富铝尖晶石的浇注料具有较好的抗渣渗透性能。     

攀钢高炉钛渣对出铁沟用耐火骨料侵蚀的相图热力学模拟分析

选取高炉出铁沟耐火材料常用的5种骨料(分别为棕刚玉、电熔刚玉、亚白刚玉、富铝尖晶石和特级矾土,粒度均为5～10 mm)和攀钢高炉钛渣(w(TiO2)=26%)作为研究对象,通过相图热力学计算和静态坩埚侵蚀试验对比研究,探讨了攀钢高炉钛渣条件下出铁沟耐火骨料的选择.热力学计算表明,电熔刚玉具有良好的抗钛渣侵蚀能力,而特级矾土骨料被侵蚀后形成的新渣相黏度高,有利于阻止渣对耐火材料的进一步渗透;而静态坩埚试验结果难以反映和判断材料高温下侵蚀的反应过程.因此,相图热力学计算技术可作为分析耐火材料侵蚀情况的可靠方法和手段.     

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.     

不同气氛中高铬材料的抗煤熔渣性研究

采用静态坩埚法,分别在空气、氩气和埋炭3种气氛中对高铬材料进行了抗煤渣试验,采用直接观察、SEM观察、EDS分析等手段,对比分析了煤渣的侵蚀深度和渗透深度。结果表明:1)试验气氛主要影响煤熔渣对高铬砖的侵蚀程度,而对煤熔渣在高铬砖中的渗透程度影响较小;2)在空气气氛中,煤熔渣对高铬砖的侵蚀和渗透程度均比在氩气和埋炭气氛中的小;3)在氩气和埋炭气氛中,溶解在煤熔渣中的Cr2O3被还原成单质Cr并从煤熔渣中析出,使高铬材料中Cr2O3在煤熔渣中的溶解-还原-析出循环不断进行,高铬材料被熔渣严重侵蚀;4)综合比较,在氩气气氛中进行的静态坩埚抗渣试验是实验室评价高铬材料较为理想的抗渣试验方法。     

Al_2O_3-ZrO_2-C系列材料的抗钢水侵蚀性

Ａｌ2 Ｏ3 -Ｃ质 (ＡＧ)、Ａｌ2 Ｏ3 -ＺｒＯ2 -Ｃ质 (ＡＺＧ)、ＺｒＯ2 -Ｃ质 (ＺＧ)等类材料因为它们具有优良的抗剥落性能而被广泛应用于连铸水口的制作。最近有人对这三种材料的抗高氧钢侵蚀性进行了对比研究。按ＺｒＯ2 +Ａｌ2 Ｏ3 +Ｃ为 0 +70 % (质量分数 ,下同 ) +30 %、46 % +2 3% +31%、5 2 % +2 6 % +2 2 %、82 % +0 +15 %的配比分别配制成代号为ＡＧ、ＡＺＧ - 1、ＡＺＧ - 2、ＺＧ的 4种试样。将 15ｋｇ全氧浓度 (质量分数 )达 5 .5× 10 -4 的高氧钢放入致密氧化镁坩埚中 ,在高频感应炉中加热至 16 0 0℃。将这 4种试样浸入 1…