烧结点火炉炉衬耐火材料损毁原因分析

对某大型烧结厂点火炉的大修情况进行了跟踪和破损调查,并取样分析,探讨了炉衬损毁原因。得出结论:烧结混合物在高温下与点火炉炉衬接触,粘附到点火炉炉墙上,形成挂渣;渣通过耐火炉衬上的孔隙、裂缝进入其内部,其主要成分氧化铁逐渐扩散,与耐火材料发生反应,使其变质、侵蚀直至开裂、脱落。     

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。     

RH炉浸渍管用镁铬砖的损毁行为分析

利用化学分析、X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜及压汞仪等方法对武钢RH精炼炉浸渍管用后镁铬残砖进行了分析,旨在找出镁铬砖的损毁行为.结果表明:残砖粘渣且存有裂纹.残砖渗透、侵蚀层主要有低熔点的钙铝黄长石和铁及其氧化物;在渗透、侵蚀层与原砖层之间存在由FeO和镁铝尖晶石组成的约40 μm厚的致密过度层.镁铬砖的损毁主要包括2部分,前期主要是砖体气孔率高、气孔直径大造成的熔渣及钢水渗透,后期是渗透的熔渣及钢水加剧砖体的溶蚀及热剥落;因此改善镁铬砖的气孔特性将会成为减缓其损毁的重要途径.     

不同SiO_2含量的铜吹炼渣对镁铬砖的侵蚀

为了提高火法炼铜P-S转炉的炉衬寿命,用分析纯化学试剂二氧化硅和碳酸亚铁配制出SiO_2质量分数分别为23%、28%和37%的Fe O-SiO_2渣,然后采用静态抗渣法在1 350℃氩气气氛中对某冶炼厂用再结合镁铬砖进行了侵蚀试验,并用扫描电镜和能谱分析了侵蚀后试样的显微结构。结果表明:1)在1 350℃氩气气氛中,SiO_2含量(w)分别为23%、28%和37%的FeO-SiO_2渣对镁铬砖的侵蚀深度分别为1.45、1.20和1.45mm。2)侵蚀后的镁铬砖明显分为挂渣层、侵蚀区和原砖区3个区域。其中,挂渣层主要以镁铁橄榄石和镁橄榄石为基体,尖晶石相分布其中;侵蚀区主要为方镁石富氏体和尖晶石相;原砖区主要为大颗粒镁砂,小颗粒铬矿分布其间。     

电磁场作用下高铁渣对MgO-C耐火材料的侵蚀

电磁场会促使熔渣中的铁、锰离子与MgO-C耐火材料反应形成锰掺杂镁铁尖晶石相,为进一步研究锰掺杂镁铁尖晶石的生成形貌及特征,采用Fe2O3质量分数为53.62%、CaO与SiO2质量比为0.8的高铁渣,分别在有、无电磁场环境下,对碳质量分数为14%的MgO-C耐火材料进行渣蚀试验。结果表明:感应炉存在电磁场,使熔渣中部分Fe2+/Fe3+与镁砂中Mg2+发生置换形成镁铁尖晶石,其含有少量Mn2+离子;镁铁尖晶石中铁含量从渣蚀层到渗透层急剧降低,锰含量几乎维持不变;侵蚀后试样渗透层较明显。电阻炉无电磁场,则侵蚀后试样没有形成镁铁尖晶石,熔渣中Si、Ca渗透到方镁石晶格中,形成钙镁榄橄石低熔相,将镁砂溶解到熔渣中;渣蚀层有明显的MgAl2O4生成。     

安钢转炉渣中MgO的饱和溶解度分析

要提高转炉炉龄关键是提高渣中ＭｇＯ含量到饱和或稍过饱和 ,渣中ＭｇＯ饱和值成为各企业比较关心的问题。安钢一、二炼钢厂近年来转炉在不溅渣情况下 ,炉龄均取得突破性进展。1　镁炭砖损毁机理转炉镁炭砖的损毁过程主要包括以下四个阶段 :( 1 )脱碳 ,( 2 )炉渣浸入 ,( 3)炉渣与方镁石间的固溶反应 ,( 4 )耐火材料溶出。同时由于反应层中 2ＣａＯ·ＳｉＯ2 及 2ＣａＯ·Ｆｅ2 Ｏ3的熔点较低 ,致使衬砖工作面的高温强度降低 ,使炉衬在炉内钢液和炉渣流动及搅拌作用下容易被冲刷、损毁并溶出。另外 ,从岩相观察到的残砖工作面方镁石颗粒突出…     

薄板坯中间包镁质喷涂料的侵蚀机理

借助SEM、EDS、XRD等分析手段,观察和分析了用后中间包镁质喷涂料的显微结构,研究了镁质喷涂料的侵蚀机理。结果表明:在研究条件下,以烧结镁砂为主要原料的镁质喷涂料基质中低熔物与渗入的熔渣中的Al、Si、Ca、Fe反应生成复杂的钙铝铁硅酸盐,形成粘度适中的液相向原质层渗透,在使用温度梯度下形成一层致密层,阻止渣往涂料深处进一步渗透,提高了材料的抗侵蚀性能,实现涂料的长寿命;钢渣中的Fe、Mn、Si与MgO形成橄榄石固溶体,对涂料的抗侵蚀性能有一定贡献。     

结合剂种类对刚玉-尖晶石浇注料抗镍基高温合金侵蚀性能的影响

为扩展刚玉-尖晶石材料在高温合金冶炼方面的应用，以电熔白刚玉(粒度为5～3、3～1、≤1和≤0.074 mm)和烧结尖晶石(粒度≤1、≤0.044 mm)为主要原料，活性α-Al₂O₃微粉为烧结助剂，分别以Secar 71水泥、ρ-Al₂O₃微粉和磷酸镁水泥作为结合剂，制备了刚玉-尖晶石条形试样和坩埚试样，探究了不同结合剂对刚玉-尖晶石质浇注料常规性能和抗镍基高温合金侵蚀性能的影响。结果表明：1)3种结合剂中，采用Secar 71水泥作为结合剂的条形试样常规性能较好，1 600℃烧后线收缩率最低，抗侵蚀试验后坩埚试样宏观侵蚀渗透面积最小，微观渗透深度最浅，抗镍基高温合金侵蚀性能最好。2)镍基高温合金中的Cr渗透进入坩埚内部较浅，Nb、Ti渗透明显比Cr更深，而主成分Ni、Fe几乎没有渗透进入坩埚试样内部。     

硅酸铝纤维板抗冰晶石蒸气侵蚀机制研究

为了探究硅酸铝纤维板在铝电解槽侧壁服役时损毁的原因,以自制的抗侵蚀试验装置研究了硅酸铝纤维板受冰晶石蒸气侵蚀前后物理性能、物相组成以及微观结构等发生的变化,并分析了其侵蚀机制。结果表明:冰晶石蒸气高温分解产生的F原子与硅酸铝纤维中的SiO_2、Al_2O_3发生反应,在纤维表面成核形成大量莫来石晶须。随着侵蚀时间的延长,莫来石晶须不断生长,导致硅酸铝纤维板的纤维结构逐渐遭到破坏,使材料质量增大,尺寸收缩,体积密度增大,常温耐压强度降低,热导率增大,材料产生剥落、粉化,保温性能变差直至失效。     

模拟煤气化炉气氛下酸性渣对Si_3N_4–SiC材料的侵蚀及其机理

在回转抗渣炉内模拟气化炉1 500℃时的工作环境,进行熔渣对Si_3N_4结合SiC试样的动态侵蚀实验,利用扫描电镜观察侵蚀后试样的显微结构,并结合热力学模拟研究酸性煤渣对Si_3N_4–SiC材料的侵蚀机理。结果表明:实验条件下,熔渣中的FeO与Si_3N_4–SiC材料发生氧化还原反应,在试样表面形成C、Si、Fe合金;Si_3N_4–SiC试样发生活性氧化,形成气体和方石英,且方石英向熔渣中溶解;氧化反应改变了试样中气孔表面的结构组成,熔渣通过气孔向试样中渗透,在试样表面形成很薄的反应层。反应层的形成加剧了熔渣向试样中的渗透及试样向熔渣中的溶解。因此,Si_3N_4–SiC材料不适合用做水煤浆气化炉内衬材料。     

含氟铁矿石烧结过程中枪晶石的生成及其与铁酸钙的作用

通过CaO-SiO_2-CaF_2三元系的烧结实验,结合光学显微镜观察和X射线衍射分析,对含氟矿烧结过程中枪晶石(Ca_4Si_2O_7F_2)的生成及其与铁酸钙(CaFe_2O_4)的作用进行了研究.结果表明,1 050℃空气气氛下烧结时,CaO和SiO_2先发生反应生成Ca_2SiO_4,再与SiO_2和CaF_2发生反应生成枪晶石;CaFe_2O_4和枪晶石在1220℃下烧结时,都可稳定存在,自由态SiO_2是含氟矿烧结过程中CaFe_2O_4分解的关键因素,SiO_2与CaFe_2O_4反应生成Ca_2SiO_4和中间产物Ca_2Fe_(22)O_(33),随SiO_2含量增加,Ca_2Fe_(22)O_(33)量逐渐减少,Fe_2O_3量逐渐增加;SiO_2含量为6.0%(w)时,Ca_2Fe_(22)O_(33)消失,最终产物为Ca_2SiO_4和Fe_2O_3;生成的Ca_2SiO_4会与SiO_2和CaF_2发生反应生成枪晶石,抑制CaFe_2O_4生成.CaFe_2O_4、枪晶石和CaF_2在1200℃下烧结时三者不发生反应.     

埋炭气氛对高铬材料烧结及抗侵蚀性的影响

以电熔氧化铬颗粒和细粉、α-Al2O3微粉、ZrO2微粉为原料,以磷酸二氢铝为结合剂,压制成型的试样在1 400、1 450、1 500、1 550和1 600℃,保温5 h条件下埋199石墨烧成,并进行性能测试,采用扫描电镜观察分析试样的裂纹、渗透层的形貌,并进行了XRD分析,判断埋炭气氛下烧成温度对高铬材料性能的影响程度。结果表明:埋炭气氛可以促进高铬材料的烧结,试样在1 500~1 550℃温度范围内可以烧结致密,且试样表层会生成反应层,但抗侵蚀试验后表面没有挂渣层,使试样的抗熔渣渗透性显著降低。     

BN对Al2O3-MgO系浇注料性能的影响

研究了分别添加0,1%,1.5%,3%的氮化硼的Al2O3-MgO浇注料分别在空气和埋炭气氛下于1600℃保温3 h烧成后的物理性能和抗渣性能,借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜对材料的物相变化和显微结构进行了分析和观察.研究结果表明(1)在空气中1600℃烧成时,BN氧化生成B2O3并放出N2,B2O3与Al2O3反应生成一定量的过渡液相,促进了浇注料烧结,使浇注料线收缩增大,体积密度升高,显气孔率下降,抗折强度明显提高;而当BN加入量超过1%时,其氧化后形成大量的气孔,阻碍了浇注料的致密化过程,影响了浇注料的上述物理性能.(2)在埋炭条件下烧成时,浇注料中BN不易被氧化,它的存在使浇注料难于烧结,同时,浇注料中引入的镁砂和铝酸钙水泥与氧化铝反应伴随着一定体积膨胀,使浇注料体积密度下降,显气孔率增加,抗折强度下降.(3)在空气和埋炭条件下的抗渣试验发现,当在浇注料中加入1%BN时,其抗转炉终渣侵蚀性能均有较大的提高.但两种试验条件下浇注料抗渣作用机理不同在空气中,BN氧化后形成的过渡液相吸收了生成镁铝尖晶石等反应所伴随的体积膨胀,促进了浇注料烧结,抑制了渣的渗透和侵蚀;而埋炭条件下,浇注料基质中的氮化硼难以被氧化物熔渣润湿,阻碍了渣的渗透和侵蚀,因而使浇注料具有优良的抗渣侵蚀性和渗透性.     

转炉炉衬局部损毁模型

绘制了因耐火氧化物熔入炉渣中及钢水与炉渣熔滴冲击炉衬后（冲刷性损毁）引起的炉衬损毁的模型。局部损毁区域的速度及位置的计算数据与实际数据是一致的。     

AOD炉衬MgO-CaO砖的侵蚀机理

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDAX)对AOD炉用镁钙砖的残砖进行了分析,探讨了炉衬镁钙砖的侵蚀机理。结果表明:AOD炉衬镁钙砖的蚀损主要是由硅酸盐液相的溶解和渗透引起的;在残砖反应带和原砖带之间形成的平行于工作面的横断裂纹,是加速镁钙砖损毁的重要因素。     

水泥结合铬刚玉浇注料抗危废炉渣侵蚀行为研究

铬刚玉浇注料是重要的危废焚烧炉炉衬材料之一,但危废来源广泛,成分复杂,导致炉渣的成分存在差异,从而影响炉衬的使用寿命。本文以铝酸钙水泥结合铬刚玉浇注料为研究对象,选取了富含CaO、Fe₂O₃和SiO₂的三种典型危废炉渣,研究了上述危废炉渣对铬刚玉浇注料烧成前后的侵蚀/渗透行为和Cr(Ⅵ)形成的影响。结果表明,材料的抗渣侵蚀和渗透性能与渣的黏度、渣与材料的界面反应以及材料的孔隙结构有关。就渗透性而言,高SiO₂渣和高Fe₂O₃渣与材料界面反应后形成了低熔点的霞石等物相,促进了渣渗透;高CaO渣与材料反应后形成了高熔点的六铝酸钙等物相,减缓了渣渗透,造成渣渗透深度顺序为高SiO₂渣>高Fe₂O₃渣>高CaO渣。相比之下,将材料进行烧成处理可以显著降低基质中CaO的反应活性,而且可以实现微孔化,渣的渗透行为受到抑制,尤其是高SiO₂渣的渗透显著降低。静态坩埚抗渣侵蚀性与渣液的渗透行为有关,由于渣的显著渗透行为,反而降低了渣的侵蚀指数。高CaO渣与试样反应后渣液黏度上升,且生成高熔点的铝酸钙相减缓渣液渗透,渣作用在材料界面时间增长,导致高CaO渣的侵蚀指数略高。     

莫来石–堇青石质匣钵的制备及侵蚀机理

以莫来石、堇青石、α-Al_2O_3、滑石和高岭土为原料制备莫来石–堇青石质匣钵,研究了匣钵的常温力学性能、抗热震性能以及LiCoO_2合成过程对匣钵的侵蚀机理。结果表明:1 350℃烧成匣钵试样的常温力学性能和抗热震性均较好,抗折强度为11.18 MPa,热震循环3次后的残余强度保持率为44.8%。碳酸锂分解产生的Li_2O与试样反应生成LiAlSiO_4、Li_4SiO_4和LiAlO_2。随着反应进行,Li_2O沿气孔向试样内部扩散,反应后的渗透层结构更为致密,可阻碍Li_2O进一步侵蚀试样,匣钵因而具有较强抗侵蚀性。     

刚玉-尖晶石质精炼钢包衬砖的蚀损机制

对砌筑在150 t精炼钢包的浇注成型和机压成型两种免烧刚玉-尖晶石衬砖的用后残砖进行了显微结构分析,探讨了其蚀损机制.结果表明:浇注成型衬砖的反应渗透层较厚,且CaO含量随着渗透深度的增大而逐渐减小,随着渣渗透、侵蚀的持续进行,热面处逐渐形成的致密层在经受热震后可能会产生结构剥落;机压成型的衬砖反应渗透层较薄,抗渣渗透性能和抗侵蚀性能较好,反应渗透层与原砖层间出现裂纹可能导致的结构剥落是其主要的损毁机制.     

SiO_2-ZrO_2-Na_2O 玻璃中 TiO_2对玻璃耐碱性的影响

本文研究了 TiO_2对国内外抗碱玻璃纤维中应用最广泛的 SiO_2-ZrO_2-Na_2O 系统玻璃耐碱性的影响。应用分光光度法分别测定了玻璃中三种主要氧化物siO_2、TiO_2和 ZrO_2转入 NaOH 侵蚀液中的量。讨论了 ZrO_2、TiO_2提高玻璃耐碱性的原因。结果表明,TiO_2具有耐碱性,三种主要氧化物的耐碱性序列为 ZrO_2>TiO_2>SiO_2。但当 TiO_2引入玻璃中将促使 SiO_2由玻璃向 NaOH 侵蚀溶液转入量的增加。使试样总失重略有增加。     

水煤浆加压气化炉用高铬耐火材料的显微结构及损毁机理

采用扫描电镜和能谱分析方法 ,分析了水煤浆加压气化炉用高铬砖渣蚀前后的显微结构和相组成 ,探讨了主要损毁机理。结果表明 :煤熔渣与砖反应和渗透引起砖组成的改变 ,从而导致砖的结构剥落和强度弱化是砖损毁的主要原因 ;LIRR -HK90砖的显微结构呈网络状镶嵌结构 ,直接结合程度高 ,与渣反应可生成 (Mg ,Fe) (Al,Cr,Fe) 2 O4 复合尖晶石致密带 ,阻止了渣的进一步渗透 ,减缓渣蚀速度和结构剥落 ,其使用效果优于进口的同类产品