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。     

矾土基电熔锆刚玉对钢包用Al2O3-MgO浇注料性能的影响

以特级矾土熟料(8～5 mm)、电熔亚白刚玉(5～3和3～1 mm)、电熔白刚玉(≤1 mm)为骨料,以白刚玉细粉(<0.088和<0.044 mm)、矾土基电熔锆刚玉(<0.088 mm)、电熔铝镁尖晶石(<0.044 mm)、电熔镁砂(<0.074 mm)、α-Al2O3微粉(≤5 μm)和SiO2微粉(≤3 μm)为基质,骨料与基质质量比为65∶35,固定锆刚玉与白刚玉粉总质量分数为16%不变,以矾土基电熔锆刚玉细粉等量替代白刚玉粉,研究了矾土基电熔锆刚玉粉质量分数(分别为0、4%、8%、12%和16%)对Al2O3-MgO浇注料物理性能及抗渣性的影响,并利用SEM和EDS对渣蚀后的试样进行显微结构及微区元素分析.结果表明:(1)矾土基电熔锆刚玉可以促进Al2O3-MgO浇注料的烧结,从而改善浇注料的常温物理性能;(2)矾土基电熔锆刚玉的引入对Al2O3-MgO浇注料的抗热震性影响不大;(3)矾土基电熔锆刚玉的引入对Al2O3-MgO浇注料的高温抗折强度和抗渣侵蚀性略有负面影响,这主要和矾土基电熔锆刚玉中的杂质在高温下生成液相有关.     

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。     

含硼炉渣对耐火材料的侵蚀

在碳管炉和中频感应炉上进行坩埚实验,研究了含硼炉渣对不同耐火材料的侵蚀.静态坩埚实验结果表明,碳化硅、石英和刚玉耐火材料的平均侵蚀厚度分别为0.52,1.03,1.40mm,刚玉耐火材料侵蚀最为严重,石英耐火材料有一定程度的侵蚀,但相对较轻,碳化硅耐火材料侵蚀很少;公斤级中频炉实验结果表明,含硼炉渣对石英坩埚侵蚀程度大于碳化硅坩埚.分析了直接合金化炼钢时含硼炉渣侵蚀耐火材料的机理,通过相图研究了不同种类的耐火材料抗炉渣侵蚀的能力,渣中配加氧化钙添加剂,可减缓炉渣对耐火材料的侵蚀.     

低硅炼铁工艺条件下铁沟用耐火材料的改进及应用

针对高炉实施低硅炼铁工艺后因铁水黏度低、流动性强致使主铁沟部位侵蚀加快、冲刷加剧的问题,以电熔致密刚玉、电熔白刚玉粉、碳化硅、α-Al_2O_3微粉、β-Si3N4粉、炭素、纯铝酸钙水泥、Si O2微粉及高效复合减水剂等制备了铁沟浇注料,研究了15~8 mm的大颗粒电熔致密刚玉的加入量(外加质量分数分别为5%、10%、15%)和β-Si_3N_4粉的加入量(质量分数分别为2%、4%、6%)对浇注料性能的影响。结果表明:将主沟浇注料分为外加10%(w)15~8 mm的电熔致密刚玉的铁线浇注料和引入6%(w)β-Si_3N_4的渣线浇注料,并适当调整主沟坡度,在内蒙某1 080 m~3低硅炼铁的高炉铁沟上应用后表明,大大改善了主铁沟渣铁线部位侵蚀加快、冲刷加剧的问题,一次性通铁量由10万t提升至15万t。     

不同碱度渣对刚玉-尖晶石浇注料的侵蚀行为研究

浇注料的抗渣侵蚀性能与钢渣的碱度密切相关。以烧结刚玉、缺陷尖晶石微粉、活性α-Al₂O₃微粉、电熔镁砂细粉和铝酸钙水泥(Secar71)为主要原料,制备了刚玉-尖晶石浇注料,采用静态坩埚法于1 600℃保温3 h进行抗渣试验,并用热力学模拟计算了液相量和液相组成,研究了刚玉-尖晶石浇注料对3种不同碱度渣(1.6、2.3和7.6)的抗渣侵蚀性能。结果表明：刚玉-尖晶石浇注料在高碱度渣中溶解能力有限,在熔渣-耐火材料界面极易形成尖晶石固溶体和六铝酸钙等高熔点物相,形成致密层阻挡熔渣渗透和侵蚀。而其在低碱度渣中溶解度较高,在浇注料-熔渣达到较高反应程度时,才开始形成尖晶石固溶体和六铝酸钙等高温相,无法形成有效的致密层阻止熔渣对浇注料的侵蚀和渗透。因此,刚玉-尖晶石浇注料对高碱度渣抗渣侵蚀能力较强,对低碱度渣抗渣侵蚀能力较弱。     

攀钢高炉铁沟材料粘渣机理研究

在冶炼矾钛磁铁矿过程中 ,高钛渣易于粘附在铁沟材料上是造成炉前工作量大 ,铁沟材料寿命短的主要原因。本文通过对粘附炉渣及铁沟材料残样进行研究后认为造成攀钢高炉铁沟材料粘渣的主要原因是 :( 1 )高钛渣自身熔化性温度高 ,易结晶 ;( 2 )耐火材料中氧化铝向渣中溶解 ,造成熔渣粘度增加 ;( 3)耐火材料与熔渣间反应生成高熔点物相 ,使得粘附熔渣很难重新溶解于渣中 ,而在铁沟材料上越积越厚。     

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。     

Al2O3-MgAl2O4复相骨料对刚玉-尖晶石浇注料抗渣性能的影响

为研究Al₂O₃-MgAl₂O₄复相骨料对刚玉-尖晶石浇注料抗渣性能的影响,在基质中添加与不添加尖晶石细粉的2种情况下,分别以板状刚玉骨料和Al₂O₃-MgAl₂O₄复相骨料制备了刚玉-尖晶石浇注料。先利用FactSage反应热力学软件计算了1 600℃时板状刚玉和Al₂O₃-MgAl₂O₄复相骨料与熔渣之间的反应热力学,并采用浸泡法研究了2种骨料的抗渣性能,再采用静态坩埚法研究了2种骨料对浇注料抗渣性能的影响。结果表明：与板状刚玉骨料相比,Al₂O₃-MgAl₂O₄复相骨料侵蚀层中的裂纹细而少,遭受熔渣侵蚀后不易剥落,其过渡层中既有CA₆相也有尖晶石相,而且尖晶石相中固溶有Fe、Mn元素,该骨料不仅通过形成CA     

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.     

Effect of Bauxite Aggregate on Properties of Al_2O_3-SiC-C Iron Trough Castables

Al2O3- SiC- C iron trough castables were prepared using high alumina bauxite clinker GL-90( 1 mm) or homogenized bauxite GL-88 to replace the traditional brown corundum aggregates( 1 mm) to reduce the cost of iron trough castables. Effects of the two bauxite aggregates on properties of iron trough castables were investigated. The results show that the two kinds of bauxite affect flowability,bulk density,strength and slag corrosion resistance of trough castables differently. Compared with homogenized bauxite,high alumina bauxite clinker is more suitable to substitute brown corundum. The castables prepared from the bauxite clinker have similar performances with those prepared from brown corundum,especially used in medium or small blast furnaces with weak thermal impact and lower temperature hot metal.However,in large blast furnaces with severe thermal impact and high temperature hot metal,the performances of the two castables are significantly different. So it is suggested to use the brown corundum based castables in the front gyral zone of the slag skimmer.     

骨料对Al_2O_3-尖晶石钢包浇注料性能的影响

研究了三种不同骨料对Al2O3-尖晶石钢包浇注料性能的影响。结果表明：用电冶矾土刚玉骨科制得的浇注料具有较好的流动性、高温烧结性和抗渣性,但热震稳定性比电熔白刚玉有所降低。这主要与电冶矾土刚玉的组成和显微结构有关。     

铁水罐内衬用喷涂料的试验研究

以特级矾土、刚玉粉、碳化硅、SiO2微粉等为主要原料，复合磷酸盐为结合剂，外加水9％，制成喷涂料，喷涂于铁水罐内村。铁水罐中、下部（铁水区）使用寿命达40d；其上部（结渣区）17d后第一次除渣（传统砖衬3～5d除一次渣），使用寿命30d以上。该材质有效地抵抗了渣、铁水的冲刷与侵蚀。     

刚玉类型对铝锆碳材料性能的影响

分别采用致密刚玉、白刚玉、板状刚玉为主要原料 ,制作铝锆碳试样 ,对其常温性能、高温抗折强度、耐磨性、抗渣侵蚀性、热震稳定性和显微结构进行了对比研究。结果发现 :由致密刚玉配制的铝锆碳试样的综合性能与由板状刚玉配制的试样的基本相当 ,比由白刚玉配制的试样的略好     

电冶矾土刚玉质自流浇注料的研究

以电冶矾土刚玉为骨料有利于提高浇注料的自流性能 ;六偏磷酸钠分散剂对Al2 O3泥浆流变性能有较理想的改善作用 ;电冶矾土刚玉质自流浇注料具有优良的抗渣性能 ,这主要同浇注料的显微结构和电冶矾土刚玉骨料的性能相关。     

Comparative analysis on corrosion behavior of lightweight and dense mullite–corundum refractories: Role of Si-rich phase

The corrosion resistance of lightweight and dense mullite–corundum refractories to cement materials was examined. The specimens following static crucible treatment were investigated using phase analysis, microstructure, and thermodynamic simulation. The results reveal that diffusion of the silica-rich phase enhances alumina saturation solubility in the slag, reducing the corrosion resistance of the mullite–corundum refractories. The large proportion of closed pores and the continuous net-like structure of anorthite created by the corrosion reaction in the matrix, on the other hand, prevent further slag penetration into the lightweight mullite–corundum refractories. As a result, the presence of the silica-rich phase assures better slag penetration resistance of lightweight mullite–corundum refractories.     

高档钢包浇注料的开发与应用

研究了刚玉的种类、粒度及加入量,以及结合剂的种类及加入量对浇注料性能的影响。以刚玉、矾土熟料为骨料,高档电熔镁砂粉、刚玉粉为基质,开发出了更加适合国情,价廉物美的高档钢包浇注料。该产品在马钢三炼钢７０ｔ钢包上使用后证明,其抗剥落性好,蚀损率小,且包壁整体光滑,达到了上下同步蚀损的理想效果。     

矾土基电熔尖晶石对矾土基浇注料性能的影响

为了开发矾土基电熔尖晶石的应用,在矾土骨料、纯铝酸钙水泥、Al2O3微粉、SiO2微粉等原料加入量不变(分别为65%、4%、4%和1%)的条件下,变化矾土基电熔尖晶石的加入量(分别为0、6%、8%、10%和12%)和电熔白刚玉细粉的加入量,研究了矾土基电熔尖晶石对矾土基浇注料常温物理性能、热态抗折强度、抗热震性以及抗渣性的影响。结果表明,与不加矾土基电熔尖晶石的浇注料相比,尖晶石加入量为6%~12%时,浇注料的常温性能相差不大,但热态抗折强度及抗热震性均有所提高,抗渣性有很大改善。     

TiO2在Al2O3-ZrO2电熔料共晶体中的固溶行为

用扫描电镜对含25%（质量分数）ZrO2和适量TiO2的电熔锆刚玉的显微结构分析表明：这种电熔料的显微结构由等粒状初晶刚玉和刚玉-ZrO2共晶组成.能量散射X射线分析结果表明：TiO2固溶于共晶体的ZrO2中而不溶于刚玉.TiO2在共晶体ZrO2中的固溶度为10%左右.此现象可由TiO2-ZrO2系相图具有很大的ZrO2固溶相区和结晶学中有关离子半径和电价匹配的原理而得以解释.