高炉炉缸耐火材料抗渣侵蚀性及挂渣性

 对高炉炉缸用炭砖及刚玉砖的抗渣侵蚀性及挂渣性进行了研究。在1 500 ℃高温条件下进行试验,探究现场高炉渣对炭砖及刚玉砖的侵蚀机理,通过SEM-EDS及XRD等手段分析侵蚀界面的微观组织结构和物相组成,并提出炭砖及刚玉砖挂渣理论。试验结果表明,高炉渣与刚玉砖在侵蚀界面发生反应,反应生成的镁铝尖晶石及刚玉砖中的Al2O3、SiC等高熔点物质阻碍高炉渣对刚玉砖的进一步侵蚀;高炉渣在炭砖表面未生成高熔点物质,炭砖因与高炉渣黏结点少而导致高炉渣对炭砖黏结强度差,从而形成炭砖表面渣皮周期性脱落。     

不同刚玉骨料对刚玉尖晶石砖抗渣性能的影响

以白刚玉、板状刚玉、棕刚玉、镁铝尖晶石、氧化铝微粉为原料,分析了不同骨料加入对刚玉尖晶石砖抗LF炉渣侵蚀性能的影响。通过对比试样的抗LF炉渣侵蚀性能,结果表明,使用粒度3～1 mm的白刚玉和6～3 mm的板状刚玉作为骨料加入时,刚玉尖晶石砖的抗LF炉渣性能最优,且尖晶石与LF炉渣接触面易于形成固溶的保护层,从而减缓渣液向刚玉尖晶石砖本体内的渗透与侵蚀。     

RH精炼用无铬刚玉-尖晶石砖侵蚀机理研究

以电熔白刚玉、烧结刚玉、电熔镁铝尖晶石、金属铝粉、硅粉为原料,制备金属复合刚玉-尖晶石不烧砖,并在RH精炼炉下部槽中进行现场试用。结果表明,用后残砖由外向内可依次划分为侵蚀层、增强相层和原砖层。经分析表明,侵蚀层厚约1cm,Fe以FeO和Fe_2O_3两种形式存在,其中FeO与Al_2O_3反应生成了铁铝尖晶石固溶体(Al_(15.44)Fe_(6.16)Mg_(2.32)O_(32));增强相层形成了粒径约2um的尖晶石结构的Mg-Al-O-N固溶体及片状21R-AlN多型体(SiAl_6O_2N_6)增强相,并对其形成机理进行研究。     

Al_2O_3和TiO_2含量对含钛高炉渣黏流特性及矿物组成的影响

以现场高炉渣为基样,应用半球点法和内柱体旋转法测定CaO-SiO_2-Al_2O_3-TiO_2-MgO五元渣系的熔化温度和黏度,研究高铝低钛渣中Al_2O_3和TiO_2含量对炉渣流动性的影响。实验结果表明:随渣中Al_2O_3含量增加,炉渣的熔化性温度和黏度上升;TiO_2含量增加,炉渣的熔化性温度和黏度下降,适当添加TiO_2可避免渣中Al_2O_3含量增加引起的炉渣流动性变差;渣中矿物组成黄长石和玻璃质的数量随TiO_2含量增加而降低。     

重钢炼钢厂无碳钢包预制砖的应用实践

重钢炼钢厂无碳钢包包身、包底采用刚玉-尖晶石预制砖,渣线采用低碳镁碳砖复合砌筑而成。该预制砖具有较好的热震稳定性、体积稳定性,抗钢水冲刷能力,抗渣侵蚀、渗透能力。精炼过程中钢水自然增碳量5×10-6,生产过程中使用安全稳定,包龄达到了181炉。     

含钛炉渣碳热还原热力学计算

对含钛炉渣碳热还原过程进行了详细的热力学计算分析,结果如下:含钛炉渣碳热还原过程中Ti O_2被还原成一系列钛的低价氧化物,TiO_2转变为Ti_3O_5的开始温度为1 359 K,之后可能形成Ti_2O_3和TiC_xO_y,最终形成TiC;含钛炉渣中CaO、MgO和Al_2O_3不与C发生反应;Fe_2O_3、V_2O_5、Mn O和SiO_2可以被C还原,且还原难度依次增加;早期形成的TiC可能与TiO_2发生反应,形成Ti_3O_5等低价化合物;含钛炉渣中CaTiO_3不直接与C发生反应,CaTiO_3熔融后被C还原为TiC。热力学计算为分析含钛炉渣中各种矿物在碳热还原过程中的转变过程提供了重要依据。     

高炉炼铁中含钛炉渣对Al_2O_3陶瓷杯的侵蚀行为

<正>高炉炼铁中含钛炉渣对Al2O3陶瓷杯的侵蚀行为在现代炼铁生产中,很多高炉采用陶瓷杯加炭砖复合炉缸炉底结构。因炉缸经常受到渣铁严重侵蚀,使含钛物料护炉技术得到广泛应用。在含钛物料护炉中,通常采用提高温度、延长渣铁在炉缸中的停留时间等措施,使炉渣中更多的TiO2被还原出来,生成Ti(C,N),从而提高护炉效果。北京科技大学的学者为了提高高炉含钛物料护炉的效果,以现场含钛高炉渣和人工合成含钛炉渣为原料,通过静态坩埚抗渣试验,利用钙平衡法计算渣量的变化,就温度、反应时间、二元碱度等因素对Al2O3陶瓷杯侵蚀的影响及侵蚀机理进行研     

60t LF精炼终点GCr15轴承钢中氧化物夹杂特性的研究

通过电弧炉出钢加铝铁、硅铁脱氧,LF精炼初渣的组分为(/%:27.39~37.34Al_2O_3,38.42~38.68CaO,14.20~18.38SiO_2,8.50~10.72MgO,0.82~0.89FeO,0.27~0.33MnO,0.69~0.74S,0.66~0.75TiO_2,(CaO)/(SiO_2)=2.09~2.72,(CaO)/(Al_2O_3)=1.04~1.40),LF终点T[O]为0.001 2%~0.0019%,T[N]为0.004 3%~0.005 0%,[Ti]0.002%和[Ca]0.006%~0.009%。GCr15轴承钢LF精炼终点氧化物夹杂分析结果表明,钢中主要氧化物夹杂为镁铝尖晶石(MgO·Al_2O_3)和钙镁铝尖晶石氧化物(CaO·MgO·Al_2O_3)。镁铝尖晶石平均尺寸低于0.5μm,当有MnS、TiN等在其上析出后平均尺寸增大。钙镁铝尖晶石平均尺寸通常在2μm以上,在精炼温度下呈液态,易在钢中聚集长大,其尺寸(1.39~2.12μm)比固态的钙镁铝尖晶石-MnS夹杂物大,且更被精炼渣吸收并上浮去除。随着精炼过程钢液中的硫含量降低,以这两类尖晶石为核心的含MnS的复合夹杂物的平均尺寸降低。适当降低精炼终点渣中MgO的含量、光学碱度和黏度可以减少钢中夹杂物的数量并降低其平均尺寸。     

RH浸渍管粘渣形成原因及解决办法

通过成分和物相分析,探讨了硅钢冶炼过程RH浸渍管表面粘渣的形成原因,提出优化RH精炼渣成分的改进措施并开展了生产试验进行验证。结果表明:粘渣成分与RH终点渣成分相似,主要由Al_2O_3,CaO,Fe_xO_y,SiO_2和MgO等组成,形成的主要物相为铁铝尖晶石和钙铝黄长石;粘渣由高黏度、高熔点的RH精炼渣粘附在浸渍管上不断累积长大形成;增加RH炉渣中CaO含量,提高炉渣中CaO/Al_2O_3的含量比值,可降低炉渣的黏度和熔点,避免浸渍管表面粘渣的形成和长大。     

高炉冶炼钒钛矿过程中炉缸沉积物的形成原因

高炉冶炼钒钛矿时炉缸会产生大量的沉积物,影响高炉正常生产。对炉缸沉积物进行了检测,对高炉渣的冶金性能进行了试验研究,结果表明:沉积物的成分复杂,其中一些沉积物的铝、硅含量较大;沉积物形成的主要来源为TiC包裹金属铁的沉降聚集,渣铁对耐火材料的侵蚀,含高熔点物质的高黏度炉渣在炉底堆积。高铝中钛渣的黏度过大,炉渣碳含量较高是导致沉积物形成的主要原因,因此,改善高铝中钛渣的冶金性能可以有效抑制沉积物的形成。     

CR炉用镁铬质耐火材料的侵蚀机理分析

由于CR炉相较于传统火法冶炼炉有较大的工艺区别,关于其镁铬砖侵蚀机理的研究文献较少。本文以扩大实验用CR炉耐火砖残砖为研究对象,采用化学分析、物理性质检验、电子探针等手段进行侵蚀过程分析研究,探究炉渣对镁铬耐火砖的侵蚀机理,得到如下结论:炉壁砖的损坏程度高于炉底砖;炉壁砖以渣的侵蚀渗透为主,MgO首先溶解到渣中,而侵入耐火材料的渣在耐火材料中形成硅酸盐化合物、镁铁橄榄石、铁酸镁和硅酸镁等,渗透进入的铜锍不与耐火材料反应;炉底砖以铜锍以及金属单质Cu、Fe、Pb的渗透为主。     

高炉炉缸侧壁碳复合砖残余厚度和热面处保护层厚度传热模型分析

山东泰山钢铁集团有限公司（简称泰钢）1号高炉自2019年10月开炉投产以来,炉缸热电偶温度基本保持较低的温度。通过建立一维稳态传热模型计算碳复合砖的残余厚度和热面处保护层的厚度。结果表明,炉缸底部侧壁的碳复合砖侵蚀量较少,炉缸铁口中心线附近碳复合砖侵蚀量较多,高炉炉缸区域未出现“象脚状”侵蚀。高炉炉缸内保护层的厚度随着高度的增加而增大,富铁保护层易在铁口中心线以下形成,富渣保护层易在铁口中心线以上形成。碳复合砖中的主要成分氧化铝几乎不与铁水发生反应,而二氧化硅会与铁水发生反应。铁水渗透进入碳复合砖的临界孔隙为2.030μm,远大于其平均孔隙0.238μm,因此,采用碳复合砖有利于抵抗铁水的侵蚀。     

化学成分对中钛高炉渣矿物组成影响的热力学分析

采用FACTSage 7.0热力学软件计算了中钛高炉渣结晶过程的平衡物相组成,分析了不同化学成分对中钛渣矿物析出过程和矿物组成的影响规律。结果表明,中钛高炉渣冷却过程中析出的物相主要有黄长石、钙钛矿、尖晶石与透辉石。当碱度较低时(R0.93),渣中不存在单独的钙钛矿相。当碱度超过1.03继续增加时,黄长石含量增加,尖晶石含量降低。碱度越高越有利于钙钛矿的形成。随着TiO_2含量的增加,中钛渣中黄长石含量减少而钙钛矿含量增加;并且随着温度的降低,钛元素逐渐富集,最终转移到钙钛矿中。渣中MgO含量或Al_2O_3含量的增加,使得中钛渣矿物析出过程的变得复杂,且影响了钛元素的析出过程。     

高炉铁水中硫加速炉缸炭砖侵蚀机理及对策

为了延缓炉缸炭砖侵蚀，分析了炉缸铁水硫含量变化趋势，研究了硫元素加速炉缸炭砖侵蚀机理，提出了现代大型高炉脱硫技术措施。结果表明：高炉-铁水预处理联合脱硫、使用高比例球团是炉缸铁水硫含量升高的主要原因；炉缸炭砖与碳含量欠饱和的铁水接触是炭砖侵蚀的直接原因，硫含量升高使铁水表面张力下降、黏度下降，提高了界面反应速率，增大了铁水中碳的传质系数，加速了炭砖侵蚀。在低渣比条件下，控制炉渣碱度在1.12～1.18,MgO含量在9%～12%,Al₂O₃含量在13.5%～15.5%,并提高铁水中碳、硅、磷元素含量，降低锰、钛元素含量，采用控制炉渣成分和铁水成分的协同脱硫技术，是现代大型高炉脱硫的有效措施。     

含钛高炉渣熔化性研究

以高炉渣为主要原料,配入Ca(OH)_2、SiO_2、Al_2O_3和TiO_2化学试剂调整炉渣的组成,应用炉渣熔化特性测试仪半球点法,研究了含Al_2O_3 14.6%～17.6%、TiO_2 5%～7%高炉渣的熔化特性。结果表明:随着碱度的升高,炉渣的熔化性温度明显升高;TiO_2含量增加,炉渣的熔化性温度相应降低;适当提高渣中MgO的含量,可避免因Al_2O_3含量升高而引起的熔化性温度上升;炉渣的熔化性温度为1320～1420℃,熔化性良好。     

含Al2O3和CaF2炉外精炼渣在镁白云石耐火材料中的渗透

用旋转圆柱体法研究了含Al2O3和CaF2炉外精炼渣在镁白云石耐火材料中的等温渗透。炉渣渗入量随渣中Al2O3含量增加而增加，随渣中CaF2含量增加而降低；随砖中MgO含量增加而增加；镁白云石耐火材料中，炉外精炼渣渗透可用L=(F/η的平方根)。（CaO）^-3来预测其规律。     

高炉炉渣适宜镁铝比的理论基础

对高炉炉渣全成分(Al_2O_3=8%～25%)的适宜镁铝比进行了理论分析,以构建协同优化-功效最大化的适宜镁铝比理论体系。基于热力学和相图分析,定量给出了适宜镁铝比三段式精细化控制方针:①当炉渣Al_2O_314%时,炉渣的镁铝比不受限,可根据原燃料条件和生产成本等条件添加MgO;②当炉渣Al_2O_3=15%～17%时,炉渣适宜的镁铝比为0.40～0.50,但需注意炉渣对温度的敏感性;③当炉渣Al_2O_318%时,炉渣适宜的镁铝比为0.45～0.55。     

镁铝铬复合尖晶石砖挂渣性研究

研究了挥发窑用镁铝铬复合尖晶石砖的抗渣性,探讨了窑料的高温熔融性以及挂渣性。研究发现:1 400℃时镁铝铬复合尖晶石砖的抗渣侵蚀能力较差,而1 250℃时较好;适当调整浸出渣铝、硅、铁等的含量,可提高砖的挂渣性;高铁出窑渣可取代铁屑作为添加剂,实现资源再利用并降低成本。本研究为提升挥发窑挂渣保护提供参考。     

对我厂高炉适宜炉渣成分的探讨

一、高炉稳定渣冶炼稳定渣冶炼是高炉顺行、优质、高产、低耗、长寿的重要条件之一。适宜的稳定渣战份立根据不同Al_2O_3含量,在CaO,SiO_2,MgO,Al_2O_3四元系相图中查得。相图中“高原”区域内黄长石(Ca_2 Mg Si_2O_7和Ca_2 Al_2 SiO_7固溶体),镁蔷薇辉石(CaMgSiO_8)和钙镁橄     

基于含钛高炉渣的V-Ti-Si-Fe合金冶炼尾渣的水化性能研究

以攀钢含钛高炉渣提钛后的两种尾渣为原料,研究了以含钛高炉渣为主要原料制备钒钛硅铁合金后的尾渣的水化性能,利用XRD、SEM对尾渣水化前后的物相组成和显微结构进行了表征,并与市售商品铝酸盐水泥进行了对比。结果表明:提钛尾渣主要物相由CA,CA2和少量镁铝尖晶石、钙铝黄长石组成,水化强度稳定增长但低于同龄期商品铝酸盐水泥,其水化过程与后者相似。