高炉炮泥中氮化物的组成与结构分析

为了改善高炉炮泥的烧结性能,提高其抗侵蚀能力,在炮泥配料中加入了氮化硅或氮化硅铁。对加人氮化物的炮泥组成与结构以及氮化物的作用机理进行了分析。结果表明：氮化硅存在由氮氧化物转化为氧化物的反应过程,而氮化硅铁则氧化为硅铁的氧化物。氮化物的氧化过程伴随着结构致密化反应,能减缓碳的氧化,从而改善炮泥的耐用性能。     

长水口渣线部位用镁碳质耐火材料的性能研究及应用

摘要：为了进一步提高长水口渣线部位用镁碳质耐火材料的服役寿命,研究了Si粉添加量（质量分数1%~5%）对镁碳质耐火材料显气孔率、体积密度、常温强度和高温抗折强度等关键性能的影响,以及与传统铝碳质耐火材料的抗渣性能对比。结果表明,随着Si粉添加量的增加,镁碳质耐火材料的显气孔率略有降低,常温强度影响不大,高温强度明显增强。其中,当Si粉添加量为5%（质量分数）时,镁碳质耐火材料高温抗折强度提高了30.2%。此外,研究发现,铝碳质耐火材料的侵蚀速率随中间包渣碱度的增大而增大,而镁碳质耐火材料在面对高碱度渣时表现出更好的抗侵蚀能力。最后,在钢厂实际环境的产品测试结果也印证了Si粉对镁碳质耐火材料使用性能的有效提升,具体为用常规铝碳质渣线浇铸SPHD、SPHE和IF钢种时的使用寿命仅为1~3炉,而用镁碳质长水口渣线浇铸的使用寿命提升到3~6炉。     

氮化硅铁及其在耐火材料中的应用

氮化硅铁是近年来高温材料领域的新型复相材料,主要由氮化硅和硅铁合金组成。自20世纪70年代以来,氮化硅铁作为高炉用炮泥材料取得了良好的使用效果,但其制备成本过高制约了进一步的发展。20世纪90年代,北京科技大学无机非金属结构材料研究室利用闪速燃烧合成技术实现了氮化硅铁高性价比的大规模产业化制备,大大推动了氮化硅铁材料的研究与应用,在铁钩浇注料等领域取得了良好的使用效果。本文介绍了氮化硅铁的制备、结构及性能,分析了闪速燃烧合成氮化硅铁的工艺原理,总结了氮化硅铁在不同应用环境下的使用性能,以及目前的应用状况,并展望了氮化硅铁材料的研究方向及其潜在的应用领域。     

普通镁质浇注料原料优化配置的试验研究

采用棕刚玉、中档镁砂、电熔镁砂等为主要原料,设计5组配方,按照浇注料制备工艺制成试样并分别进行性能表征.以中档镁砂为骨料,通过加入棕刚玉优化配置制备镁质耐火浇注料试样.通过检测试样的高温抗折强度、常温性能、1 550℃烧后性能、热膨胀和抗渣渗透性等性能优选最佳试验方案.结果表明:随着棕刚玉加入量增加,镁铝尖晶石的生成量...     

氮化硅铁对无水炮泥性能影响的研究

根据无水炮泥的基本配合比,分别用不同比例的氮化硅铁替代其中的刚玉作基质料,在埋炭条件下经110℃×24 h,900℃×2 h处理,以及在通氮气条件下经1500℃×2 h煅烧后,分别检测和分析了试样的物理性能。结果显示,试样的烘干强度最大,中温强度最低,高温强度介于两者之间。随着氮化硅铁含量从4%递增到12%,试样经过1500℃高温处理后,其常温耐压强度和抗折强度均呈递增趋势,当氮化硅铁含量为10%时达到最大值,体积密度则呈下降趋势,同时试样的抗渣渗透性能和抗渣侵蚀性能得到了提高,试样的钻孔开口时间逐渐缩短。     

铝铬渣对高炉出铁沟用耐火材料性能的影响

铝铬渣中的Al_2O_3含量很高,主要矿物相为刚玉和铬刚玉。目前我国高炉出铁沟用耐火材料为Al_2O_3-SiC-C质的浇注料,消耗量很大。将铝铬渣引入高炉出铁沟用耐火材料中,不仅降低了成本,节约了资源,也减少了环境污染。研究铝铬渣对铁沟料性能的影响,结果表明:(1)当铝铬渣替代棕刚玉骨料的量为0%~34%时,A3试样的常温、高温性能最好,均比不加入铝铬渣的A1试样好,并且随着铝铬渣加入量的增加铁沟料的各项性能均提高;(2)当粒度为5~3mm的棕刚玉全部被铝铬渣替代时,体积密度、显气孔率、抗折强度变化不明显,但抗渣性降低,所以5~3mm的大颗粒骨料全部由铝铬渣替代不可行;(3)当粒度为200目的棕刚玉细粉被铝铬渣替代时,C3试样可以提高铁沟料的体积密度、高温抗折强度等性能,并略微提高了抗渣侵蚀性。     

锆英石对MgO-Al2O3质浇注料性能的影响

研究了锆英石对MgO-Al2O3质浇注料性能的影响.结果表明:添加了锆英石的试样,随着锆英石加入量的增加,试样抗渣侵蚀能力略有增强,抗渣渗透能力明显减弱;随着锆英石加入量的增加,试样在1 550℃保温3 h后的显气孔率和线变化率下降,体积密度、抗折强度和耐压强度升高.     

结合剂和沥青对无水炮泥性能的影响研究

炮泥的性能对高炉顺行影响较大，结合剂和沥青作为无水炮泥的重要组成部分，对炮泥性能起着决定性作用。为优化炮泥成分、提高炮泥性能，考察了结合剂和沥青种类及沥青加入量对无水炮泥性能的影响。结果表明，脱晶蒽油作为新型炮泥结合剂，具备良好的高温强度、黏结性、环保性和性价比等优势；随着沥青加入量增加，炮泥综合性能呈先增强后减弱的趋势；在沥青加入量为8%时，无水炮泥的性能指标达较优水平，此时，在温度为1 350℃、保温3 h的条件下，抗折强度为4.54 MPa、耐压强度为14.78 MPa、体积密度为1.92 g/cm³、显气孔率为22.8%、马夏值为1.22 MPa。     

基质组成对铝镁浇注料抗渣性能的影响

通过静态坩埚侵蚀实验,研究了铝镁浇注料的基质组成对浇注料的渣侵蚀和渗透深度的影响,并对其显微结构进行了分析.研究结果表明,增加镁砂加入量或采用具有较大颗粒的镁砂,可以提高铝镁浇注料的抗渣侵蚀性能;但增大镁砂的临界粒度或镁砂配比过高,浇注料基质部分产生疏松,渣在浇注料中的渗透深度增加.添加硅微粉在一定程度上恶化了浇注料的抗渣侵性能,但可以大幅度改善浇注料抗渣渗透性.水泥加入量对浇注料抗渣性的影响,呈现出与硅微粉相反的趋势.     

Cr2O3微粉加入量对Al2O3-SiO2浇注料性能的影响

以特级高铝矾土和棕刚玉为主要原料、纯铝酸钙水泥(Secar 71)为结合剂的Al2O3-SiO2浇注料为研究对象,研究了Cr2O3微粉加入量对其施工性能、强度以及抗渣性能的影响,结果表明:加入一定量的Cr2O3微粉后,浇注料的抗渣性能得到明显改善;并随着Cr2O3微粉加入量的增加,浇注料的强度逐渐增大;对浇注料施工性能影响不大.     

高碱金属钒钛渣对高炉炉衬材料的侵蚀研究

通过高碱含量的钒钛渣对不同耐火材料的侵蚀实验,分析了碱侵蚀后耐火材料结构及附渣组成的变化。研究结果表明：铝炭砖抗碱侵蚀性最强;粘土砖与高铝砖的侵蚀速率较使用普通钒钛渣大;刚玉莫来石砖抵抗碱金属的侵蚀能力差,对碱容易渗透、且与基质成分反应性强的耐火材料,结构致密化是以后改进的一个方向。     

含钛炮泥护炉探讨

为保证高炉安全生产 ,保护铁口及炉缸的铁口周围部分 ,减轻铁口砖衬的侵蚀 ,探讨利用含钛炮泥维护铁口。生产试验证明 ,含钛炮泥可降低铁口区炉缸侧壁温度 ,提高铁口孔道抗铁水、炉渣的冲刷能力。     

超高功率电弧炉出钢口用耐火材料的改进

超高功率电弧炉出钢口在使用过程中要经受钢液的冲刷、渣液的侵蚀、氧化和温度的剧烈变化。目前,一般用碳含量10％～20％的不烧MgO-C质耐火材料生产出钢口,但是由于碳含量高出钢口的抗氧化性和抗钢液冲刷性都不能达到满意的效果。为此,研究和开发了低碳MgO-C和Al2O3-SiC-C复合材料的整体出钢口。     

大型高炉高强度环保炮泥的研制及应用

对大型高炉高强度环保炮泥的组成、性能、结构进行了研究.研制的炮泥在炼铁厂4座高炉得到了应用,在3 800 m3高炉连续使用4个月,日出铁次数11～13次,铁水流速7.5 t/min,吨铁炮泥消耗降到0.49 kg;为高炉快速达产、减少铁水散喷创造了条件;该炮泥容易开孔,铁口通道稳定,抗渣铁侵蚀,没有黑色、黄色的毒害烟雾...     

Corrosion mechanism research and microstructure analysis of Baosteel No. 3 blast furnace hearth

Baosteel No. 3 blast furnace hearth was divided into tuyere area, taphole area, taphole upper side wall and taphole lower side wall according to different working situations. Through chemical composition analysis, scanning electron microscopy, X-ray diffraction, energy dispersive spectrometry and other means, chemical composition and microstructure of different parts of hearth carbon brick were analyzed and markedly different corrosion mechanisms of these areas were found. Zn element in form of ZnO mainly deposited on the hot side of carbon brick. There was no obvious evidence that Zn permeates into carbon bricks and erodes them. Except for taphole area, K, Na, and Fe contents from hot side to cold side gradually rise and fall, resulting in the decrease of apparent porosity, the increase of density and the higher thermal conductivity compared with those of new carbon brick. The higher content of Fe in carbon brick leads to more serious erosion because Fe has greatly changed the physical properties of carbon brick. In the taphole area, the contents of Si and Al present obvious concentration gradient because of the mechanical souring of molten iron and slag. The SiO₂ and Al₂O₃ particles that have different expansion factors with carbon brick damaged the carbon substrate because of temperature fluctuation. The graphitized carbon found on H4 where is the most serious corrosion site means that the carbon brick ever directly contacts with molten iron.     

高炉出铁口半石墨炭—碳化硅组合砖的研制

研制开发的高炉出铁口用半石墨炭－碳化硅组合砖具有良好的导热性、抗热震性、耐碱性、抗剥落性、抗铁水和溶渣的冲刷性，该组合砖已在的１０座高炉使用，实践结果表明，出铁口深度稳定，开堵铁口容易，没有煤气泄漏现象产生。     

高铝低硅块矿工艺矿物学及冶金性能研究

研究了一种产自非洲的高铝低硅块矿工艺矿物学和冶金性能,并与几种国内外典型块矿的冶金性能进行对比.结果表明:非洲块矿是一种由赤铁矿、针铁矿和三水铝石等矿物组成的高铝低硅高铁矿石,微孔发达,Al2O3含量较高.而就其含铁品位及脉石含量而言,要明显高于国内天然块矿,但低于其它进口块矿.非洲块矿具有良好的还原性(RI80!)和低温还原粉化性能(RDI+3.15 mm达86.69!)、较强的抗热爆裂性能(DI-6.3mm1!)及与其它进口块矿相近的高温软熔特性,可与国内低铝块矿、烧结矿、球团矿搭配使用来满足高炉渣型的要求,进而控制炼铁成本、扩大原料来源.     

高铝钢包渣粘度的计算研究

利用Factsage软件和修正后的Einstein-Roscoe公式计算了高铝钢包渣CaO-SiO2-MgO-Al2O3体系的粘度及相图。计算研究了碱度(R=CaO/SiO2)、MgO含量和Al2O3含量对钢包渣粘度的影响,结合炉渣结构理论对其进行了解释。研究结果表明,在高铝钢包渣中,提高碱度可以降低钢包渣的粘度;在R=1.9时MgO含量增加会增大钢包渣的粘度,R=3时MgO含量增加对粘度影响较小;在碱度大于2时,粘度随Al2O3含量的增加呈现先降低后升高的趋势。要使钢包渣获得良好的流动性,需要控制渣的成分:当Al2O3含量在20 wt%~30 wt%范围,碱度R可控制在3~4之间;当Al2O3含量大于30 wt%、碱度R应大于4。