MgO作稳定剂的ZrO2-C系材料抑制钢水渗透的效果以及实际应用情况

ZrO2-C系材料因为具有很高的抗侵蚀性能,所以被广泛用于制作浸入式水口(SEN)。通常使用CaO作稳定剂的ZrO2的原料作为ZrO2-C材料的主料。然而,用CaO作稳定剂的ZrO2-C料存在一些问题,诸如钢水渗透和蚀损问题,尤其是浸入式水口(SEN)内表面的钢水渗透和蚀损问题。因此在使用ZrO2-C系材料时,防止钢水渗透是非常重要的。在本次研究中,假定钢水渗透是由ZrC的产生而引起的。我们发现使用MgO作稳定剂的ZrO2-C系材料能有效地防止ZrC的产生。根据这一结果,我们做了工业试验,在浸入式水口(SEN)内表面采用添加了MgO作稳定剂的ZrO2-C系材料,试验获得了良好的结果,水口没有出现钢水渗透和蚀损的现象。     

ZrO2-CaO-C-SiO2浸入式水口用后显微结构分析

以锆酸钙和石墨为主材料,添加熔融石英、硅灰石、锆英石制成新型ZrO2-CaO-C-SiO2质浸入式水口,将其在鞍钢某连铸机上正常浇铸铝镇静钢6炉后,取钢液面下的水口残样,借助EDAX、SEM等手段对其显微结构进行了分析。结果表明:新型ZrO2-CaO-C-SiO2质浸入式水口在浇铸高铝镇静钢时抗Al2O3附着性能好,从钢液反应层到试样内部依次为致密层、过渡层、原砖层,其中致密层的性质决定着浸入式水口的使用性能。     

连铸机浸入式水口内侵蚀与水口壁中Al、Si和Ca含量的关系

叙述了连铸机浸入式水口内壁上结痂的起因。在连铸钢工艺后对石墨-氧化铝质浸入式水口壁进行了X射线荧光谱测量,结果揭示出了一个系列的浸入式水口Al、Si和Ca含量的变化。测量结果示出不考虑结痂厚度,由于内侵蚀使浸入式水口壁厚度减少,另外,在浸入式水口壁的钢水接触部位发现了Al、Si和Ca含量也发生了变化。在接触部位的Al、Si含量与其余侧壁相比增加了,这是浸入式水口侧壁接触钢水后扩散的结果,与此同时,在浸入式水口壁接触部位的Ca含量比其余壁的要低。测定结果表明浸入式水口Al、Si的含量随内侵蚀加剧而增加,同时,浸入式水口接触部位Ca的含量却减少。这个关系的重要性也证实了相关指标值较高。浸入式水口壁接触部位Ca的含量下降可以通过结痂含Ca量的增加来解释。当浸入式水口壁的内侵蚀加剧时,浸入式水口壁接触部位Ca的含量下降的同时,浸入式水口结痂的CaO量却增加了。同时,在其它系列的浸入式水口壁上没有测出含量变化和扩散现象。其它系列的水口壁厚度也没有变化,这些证实了没有发生内侵蚀。只有对浸入式水口结痂和浸入式水口壁进行详细研究后,内侵蚀和浸入式水口壁Al、Si和Ca含量之间的关系才能被确定下来。这项研究需要大量圆形连铸机所用水口试样。     

浸入式水口渣线ZrO2-C材料的侵蚀机制

通过观察损毁样品的侵蚀和渗透情况,研究浇铸TRIP钢时保护渣对ZrO2-C渣线材料的侵蚀机制。ZrO2及其稳定剂CaO的侵蚀溶解是渣线材料侵蚀的决定因素。氧化是石墨损毁的主要方式,石墨在钢水里的溶解对其损毁不起重要作用。ZrO2溶解量和石墨氧化量的比值随着热面到钢水垂直距离的减少而减少。然而,与其他炼钢用碳结合耐火材料不同,在本研究的特殊情况下,石墨被保护渣浸润,它仍然充当耐火成分,但仅部分作为抗渣渗透剂。渣渗透后,ZrO2开始被侵蚀,降低了抗渣侵蚀性,然而渣中成分的气相传输可能导致CaO在未渗透区域脱溶。     

保护渣特性对浸入式水口ZrO2-C材料熔损速率的影响

钢水连铸过程中使用的浸入式水口的寿命通常受结晶器保护渣线的ZrO2-C材料熔损的制约。调查了结晶器保护渣组成对ZrO2颗粒溶解量和不稳定现象的影响。添加碱金属氧化物和碱土氧化物促进基准保护渣ZrO2颗粒的溶解量,但没有影响不稳定现象。SiO2和F的减少抑制了ZrO2颗粒的不稳定化率,在实际应用中熔损速率降低了19%~36%。     

刚玉-石墨耐火材料的组成对抗侵蚀性的影响

研究了含有石墨、二氧化硅的材料的相组成,以及所浇铸钢水中的氧浓度对浸入式水口内铸孔的抗侵蚀性的影响。查明,最合理的选择骨料及降低石墨和二氧化硅的含量,乃是提高浸入式水口内铸孔抗侵蚀性的最有效的方法。钢水中的氧浓度及化学成分对抗侵蚀性具有较大的影响。     

ZrO2-C质浸入式水口渣线耐火材料的侵蚀机制分析

针对目前连铸浸入式水口渣线部位耐火材料的侵蚀造成水口服役失效与连铸生产效率无法提升的难题，以某钢厂低碳铝镇静钢连铸常用的ZrO₂-C质浸入式水口为例，对其侵蚀后的水口渣线部位耐火材料进行取样，详细分析了水口渣线部位耐火材料的侵蚀原因与机制。结果表明：保护渣对水口外部渣线材料的冲刷、溶解与反应是导致浸入式水口渣线部位侵蚀和缩颈的核心问题。因此，如何有效防止或避免渣线部位耐火材料与保护渣间的接触与反应对抑制渣线侵蚀至关重要。     

连铸高氧钢用新型浸入式水口的开发

Al2O3-C系是连铸高氧钢用浸入式水口的典型材料,浸入式水口的蚀损带来许多问题,为防止蚀损,一种新型浸入式水口已研制成功并在连铸条件下实践应用,其与钢水接触面由尖晶石或尖晶石－C（低量）纸成,在所有试验中,新型浸入式水口几乎没有蚀损,钢质量极大改善,钢流稳定,使用寿命延长。下列反应造成Al2O3-C蚀损：a)钢水造成脱碳[C(固）→C],b)Al2O3gn与钢水中溶解状元素反应[Al2O(固）＋Mn Fe 20→（Mn,Fe)o.Al2O（固）];c)(Mn,Fe)O.Al2O3与钢水中MnO-FeO杂质反应[Mn,Fe)O.Al2O3(固）＋MnO-FeO(固）→MnO-FeO(液）]。尖晶石几乎不与钢水中的溶解状态元素反应,即使与钢水中的杂质反应,也不生成液相。这些就是尖晶石耐侵蚀性能优良的成因。     

保护渣特性对浸入式水口ZrO2-C材料熔损速率的影响

钢水连铸过程中使用的浸入式水口的寿命通常受结晶器保护渣线的 ZrO2-C材料熔损的制约。调查了结晶器保护渣组成对ZrO2颗粒溶解量和不稳定现象的影响。添加碱金属氧化物和碱土氧化物促进基准保护渣ZrO2颗粒的溶解量,但没有影响不稳定现象。 SiO2和F的减少抑制了ZrO2颗粒的不稳定化率,在实际应用中熔损速率降低了19％～36％。     

采用纳米技术改善氧化锆石墨混合料的耐用性

炼钢过程中浸入式水口耐火材料是关键材料,在其保护渣线部位采用了氧化锆石墨（ZG）混合料。研究了ZG的显气孔率与耐侵蚀性能之间的关系,表明致密结构和高的ZrO2含量提高了耐侵蚀性能。同时,加入独特的树脂结合剂,也改善了耐侵蚀性和耐热剥落性。     

甲基丙烯酸-2,2,2-三氟乙酯的制备

采用一锅法的工艺通过甲基丙烯酸先酰氯化,再与2,2,2-三氟乙醇在催化剂4-二甲氨基吡啶的催化下酯化的方法,方便快捷地制备了甲基丙烯酸-2,2,2-三氟乙酯,并根据实验结果讨论了影响反应的主要因素。最佳反应条件是:二甲基甲酰胺(DMF)和4-二甲氨基吡啶(DMAP)的用量为5%~10%(质量比),甲基丙烯酸∶氯化亚砜∶2,2,2-三氟乙醇=1.1∶1∶0.9(摩尔比),反应温度为50~60℃,收率达到95%以上。     

生产乙炔对电石的要求及乙炔清净

目前国内外乙炔大部分仍是由电石制得。然而由于工业电石除CaC2 外还含有很多杂质 ,所以生产乙炔不仅要求电石的纯度、粒度 ,还要求水温。一般电石的块度采用 8～ 2 5mm ,发生器温度控制在 85± 5℃ ,乙炔气体中含H2 S、H3 P、NH3 等气体会使氯乙烯合成氯化催化剂活性下降。因此 ,必须对乙炔气体进行清洁。采用次氯酸钠液体的氧化性将乙炔中的杂质氧化成酸性物质而除去。     

Al2O3-SiO2-ZrO2-TiO2复合溶胶的制备与研究

以硝酸铝、正硅酸乙酯、氧氯化锆、钛酸丁酯为前驱体,水和无水乙醇为溶剂,用溶胶-凝胶法制备适合涂膜的复合溶胶.     

Al2O3-SiO2-ZrO2-TiO2陶瓷复合膜的烧成及表征

将制备好的Al2O3-SiO2-ZrO2-TiO2复合溶胶在担载体上涂膜、干燥、烧成，制成了有担载体的复合膜。应用SEM，XRD等测试手段对Al2O3-SiO2-ZrO2-TiO2复合膜的结构、表面形貌和孔径进行了表征，并研究了溶胶性能和烧成制度对膜性能的影响。进行了对污水处理实验，并取得了很好的效果。     

TiO2／SiO2复合物与H2O2对有机染料的协同光催化降解作用研究

采用溶胶凝胶法制锯了SiO2含量较高的TiO2/SiO2复合氧化物,并采用SEM,XRD、FTIR等手段进行了表征。测试结果表明,制备得到的复合物是由TiO2和SiO2纳米颗粒所组成的具有多孔网络结构的聚集体,钛氧基强通过Ti-O-Si键固定于SiO2基体中,TiO2主要以无定型态存在。实验发现,在紫外光作用下,TiO2／SiO2复合物与H2O2协同作用,对有机染料曙红B溶液具有较高的催化降解效率。复合物对曙红B的光催化降解符合一级反应动力学方程。     

固体酸S2O2-8/ZrO2-SiO2催化合成马来酸二辛酯

用S2O8^2-浸渍锆硅复合氧化物，制得固体酸催化剂S2O8^2-／ZrO2-SiO2。用马来酸酐与正辛醇的酯化反应考察了催化剂的活性，并与硫酸、对甲苯磺酸等催化剂的催化效果比较。结果表明：对于给定反应，S2O8^2-对ZrO2-SiO2的促进作用明显高于S24^2-；当n(Zr)：n(Si)为l：6，用硝酸铵作硅酸钠的沉淀剂，用0．7mol/L，的过硫酸铵浸渍12h，在550℃下焙烧3h制得的催化剂S2O8^2-／ZrO2-SiO2具有最高的催化活性，用于催化马来酸酐和正辛醇的酯化反应，可得无色透明的酯化产物，3h内酯化率达98．4％，较S2O8^2-／ZrO2-SiO2催化剂的酯化率提高了约18％．     

Cu~(2+)-Mn~(2+)-H_2O_2体系催化氧化降解甲基橙

研究了在Cu2+、Mn2+催化下H2O2对甲基橙的降解效果。甲基橙模拟印染废水的最佳降解条件为:溶液pH值为7,反应温度为30℃,100mL质量浓度为10mg/L的甲基橙模拟印染废水,需加入1mL浓度为0.01mol/L的CuSO4溶液,15mL浓度为0.01mol/L的MnSO4溶液,2mL体积分数为30%的H2O2溶液。去除率达到96.85%。通过紫外可见光谱对反应过程中间产物进行了分析测定。     

Ca2+/H2O2降解水中孔雀石绿

在中性条件下,研究了Ca2++H2O2降解水中孔雀石绿(MG)过程. 结果表明,加入Ca2+明显促进了MG降解,可使其脱色率由20%升至98%. 随着H2O2加入量的增加,MG的脱色率在最初的10 min内显著上升,当H2O2/Ca2+(摩尔比)>5时,2 h后Ca2++H2O2降解MG脱色率均能达到98%. 随着温度的升高,MG的脱色率显著上升. 抗氧化剂(抗坏血酸)的加入抑制了Ca2++H2O2降解MG,当抗坏血酸浓度达到1 mg/L时,降解率为0,说明在Ca2++H2O2降解MG体系中存在着氧化作用. 在避光和光助条件下,加入Ca2+均能明显缩短MG的降解时间,说明Ca2+对其降解有催化作用.     

2-甲基-1-丁烯的异构化

在酸性树脂催化剂上进行了2 甲基 1 丁烯(2MB1)的异构化,得到了高2 甲基 2 丁烯含量的异戊烯产品。在反应压力为0.62MPa,温度为30℃左右,空速在8～11h-1的条件下,2MB1的转化率大于70%,异戊烯收率大于97%,产物中2MB2与2MB1的比例大于10,可以满足下游工序对产品的要求。     

Fe2O3-GeO2-SiO2-K2O 复合催化剂合成2,3,6-三甲基苯酚

研制筛选出组成为Fe₂O₃-GeO₂-SiO₂-K₂O 复合催化剂，确定较优化的制备条件、反应条件和再生方法。单管放大试验表明，该催化剂具有操作条件温和、反应活性及选择性高（间甲酚转化率接近100%，2,3,6-三甲基苯酚选择性96%以上）、使用寿命长（3 000 h以上）、操作性能稳定、操作弹性大和易于再生等综合性能，适合于工业生产。