含钛渣对高炉炉缸耐火材料侵蚀的影响

为明确含钛高炉渣对炉缸用耐火材料侵蚀的影响,通过动态侵蚀试验研究了高炉炉缸用碳复合砖和刚玉砖在CaO-SiO_2-MgO-Al_2O_3-Cr_2O_3-TiO_2渣中的侵蚀行为。结果表明:炉渣向碳复合砖基体的渗透、碳复合砖中的组元在渣中的溶解以及碳复合砖与炉渣的反应等综合作用最终导致了碳复合砖的破损。刚玉砖在含TiO_2炉渣中的侵蚀主要由炉渣的渗透以及刚玉砖的溶解造成。XRD结果表明:碳复合砖侵蚀面的物质主要由C、Al_2O_3、黄长石、镁铝尖晶石、铝酸钙、Cr_7C_3和TiC组成,刚玉砖侵蚀面物相主要由Al_2O_3、SiC、镁铝尖晶石、黄长石和TiC组成。通过对比碳复合砖和刚玉砖在含TiO_2炉渣中的侵蚀行为,可以发现由于碳复合砖中存在较多的碳和碳化硅等物质,使得碳复合砖具有较好的抗渣侵蚀能力。     

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。     

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。     

二等高铝砖制造工艺中的几个问题

前言按照部颁标准重41-55规定,二等高铝砖中Al_2O_3含量为60-75%。在Al_2O_3-SiO_2二元素平衡图上可以看到,相当于这样Al_2O_3含量的区域内高温下主要的固相为莫来石,并且也是高温下唯一的安定固相。莫来石的来源有两方面:一部份是熟料本身煆烧中已经形成了的;一部分是由于莫来石——刚玉熟料中的刚玉与粘土分解后的残余矽酸产生二次莫来石化新形成的晶相。当二次莫来石化反应时,经常使砖体产生膨胀,致发生疏松与质量变坏。近代的科学研究     

基于Rietveld全谱拟合的粉煤灰物相定量研究

以金红石型TiO_2为内标物,借助Maud分析软件,利用Rietveld全谱拟合方法对石景山电厂粉煤灰的物相组成进行了定量分析。分析结果表明,所分析粉煤灰中物相由非晶相、莫来石(Al_(2.4)Si_(0.6)O_(4.8)),赤铁矿(Fe_2O_3)、刚玉(Al_2O_3)和α-石英(α-SiO_2)组成,各物相的质量含量分别为:非晶相—63.2%,莫来石—29.4%,赤铁矿—1.0%,刚玉—3.8%,α-石英—2.4%。粉煤灰中非晶相与莫来石是粉煤灰的主要物相组成。     

Ti-IF钢非金属夹杂物形核热力学和演变机理

通过热力学计算与SEM-EDS检测对酒钢BOFLFRHCSP工艺Ti-IF钢夹杂物形核的热力学进行了研究。结果表明,在Ti-IF钢中夹杂物形核主要是非均匀形核,最易形成TiN,其次为CaO,然后为Al_2O_3。温度升高有利于Al_2O_3、CaO的形成;TiN的形成受温度影响较小。Ti-IF钢中w([Als])控制为0.027%~0.055%时,w([Mg])只需大于0.000 015%,就会有镁铝尖晶石MgO·Al_2O_3(MA)析出。Ti-IF钢中夹杂物演变主要有3种途径,分别为尖晶石与硅酸钙的复合夹杂Al_2O_3→MA→MgAlCaSi、低熔点的铝酸钙夹杂Al_2O_3→CaO·6Al_2O_3(CA_6)→CaO·2Al_2O_3(CA_2)→CaO·Al_2O_3(CA)→3CaO·Al_2O_3(C_3A)/12CaO·7Al_2O_3(C_(12)A_7)以及钛的复合物或钛的化合物Al_2O_3→TiOx→Al_2O_3·TiOx和Ti→TiN/Ti(C,N)。     

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。     

低硅含镁球团矿还原行为研究

本文研究了低硅含镁球团矿在900℃,CO气氛下的还原过程,并通过X射线衍射仪(XRD)和矿相显微镜测定了球团矿在不同还原度时的物相组成和显微形貌。研究结果表明:Fe_2O_3的还原顺序为Fe_2O_3→Fe_3O_4→FeO→Fe,当还原度由0%增加到10%时,Fe_2O_3被还原成Fe_3O_4,且球团矿由外向内均匀还原;当还原度由10%增加到50%时,Fe_3O_4被还原成FeO,并出现还原聚集现象,其原因是球团矿内部孔隙分布不均匀;此后大多数FeO还原为金属Fe。MgFe_2O_4的还原顺序为:MgFe_2O_4→Mg_(0.239)Fe_(0.761)O→Mg_(0.64)Fe_(2.36)O_4→Fe,其还原反应从球团矿还原度为30%时开始,主要原因是MgFe_2O_4较Fe_2O_3难还原。采用未反应核模型对球团矿还原过程进行动力学分析,得到球团矿在还原前期受界面化学反应控速,还原后期既不受混合控速也不受扩散控速。     

烧结矿化学成分控制现状及发展方向

研究了2015年国内典型钢铁企业烧结矿的化学成分控制,并分析了不同原料条件下烧结矿的合理化学成分及其对烧结矿性能的影响规律。研究表明:国内典型钢铁企业烧结矿的铁品位较高,波动较小;除个别钢厂外,烧结矿Al_2O_3含量基本在1.60%~2.04%范围内;不同企业烧结矿SiO_2和FeO含量差异较大,但MgO含量均有降低趋势。烧结矿中适宜的SiO_2、FeO和Al_2O_3控制应降低烧结矿SiO_2和FeO含量,适当提高烧结矿碱度并使Al_2O_3/SiO_2尽量接近0.1~0.3,改善烧结矿条件使烧结矿中FeO以Fe_3O_4形式存在,增加烧结矿中Fe_3O_4与铁酸钙粘结相数量。低MgO烧结矿和镁质球团是未来炼铁发展的新方向,其既能满足高炉的冶炼要求,同时又改善了烧结矿和球团矿的各项性能指标。     

Al_2O_3对艾萨余热锅炉辐射区结渣熔融特性的影响

以某铜冶金艾萨熔炼炉余热锅炉辐射区结渣为研究对象,研究了Al_2O_3在高温下对渣样熔融特性的影响。结果表明,渣样熔融温度随着Al_2O_3比例(1%～16.7%)的提高而提高,当Al_2O_3达到16.7%、温度1 370℃时,渣样并没有出现软化状态。添加16.7%的Al_2O_3的渣样在1 100℃灼烧1h,渣样中大部分仍为Fe3O4,只有微弱的铁铝尖晶石峰出现;当灼烧温度达到1 200℃时,铁铝尖晶石的特征峰较为明显,即生成了大量铁铝尖晶石。通过FactSage 7.2进行的热力学反应平衡计算结果与XRD结果一致。     

不锈钢酸洗污泥碳还原过程中的物相变化及元素迁移行为

不锈钢酸洗污泥是危险废弃物,但其中含有大量有价值重金属,因而如何对其资源化利用具有重要意义。研究不锈钢污泥在碳热还原反应过程中铁、铬、镍等元素在物相间的相互作用及转化,探究铁、铬、镍元素在污泥中分布的影响因素。利用XRD分析污泥在还原过程中的矿相变化,金相显微镜、SEM-EDS分析污泥还原过程中金属颗粒的形貌及其迁移行为。结果表明,在污泥升温碳还原的过程中,NiO与Fe_2O_3形成NiFe_2O_4尖晶相并被还原形成Ni-Fe金属相;FeO与Cr_2O_3形成FeCr_2O_4并与碳还原形成Fe-Cr-C金属固溶体;含碳的Ni-Fe-Cr-C等合金颗粒在高温下熔化并汇聚长大。当温度为1 300℃时,渣相内部结构软化形成微熔池,使得金属液滴具备更好的迁移长大条件,非金属元素形成了以[Si-O]为主要网络结构的熔渣球团,这些网络结构由Ca_2Al(AlSiO_7)组成。     

CaO-SiO_2-FeO-P_2O_5-Al_2O_3脱磷渣系中组元活度的计算

2CaO·SiO_2-3CaO·P_2O_5含磷固溶体的生成可提高转炉液相渣的脱磷能力,减少渣量.但目前CaO-SiO_2-FeO-P_2O_5-Al_2O_3渣系中各组元活度的变化规律尚不明确,无法为分析含磷固溶体的形成机理提供理论依据.为此,本文依据分子离子共存理论建立了熔渣组元的活度模型,分析了不同条件下组元活度的变化规律.结果表明:随渣中Al_2O_3含量的增加,2CaO·SiO_2、3CaO·P_2O_5、3FeO·P_2O_5的活度逐渐降低;随着碱度的增大,3CaO·P_2O_5的活度升高,2CaO·SiO_2、3FeO·P_2O_5的活度则呈先升高后降低的趋势;随着渣中FeO含量的增加,2CaO·SiO_2、3FeO·P_2O_5及CaO·Al_2O_3的活度逐渐增大,并在w(FeO)为15%时达到最大值,之后逐渐降低;升高温度会导致CaO、3CaO·SiO_2的活度增大,2CaO·SiO_2的活度降低.     

沸腾钢中铝脱氧产物

对炼钢温度下含有溶解氧的溶铁、氧化铝(Al_2O_3)和铁尖晶石(Fe Al_2O_4)之间的反应,进行了试验研究。1600℃(2910~0F),氧与氧化铝(Al_2O_3)和铁尖晶石(FeAl_2O_4)平衡时的浓度是0.058％。高于此浓度时,其脱氧产物为铁尖晶石,而低于此浓度时,形成氧化铝。提出了脱氧图,以说明温度对这些平衡的影响,并试图找出此图与实践中观察到的性状的关系。     

金属陶瓷结合机制探讨

借助于显微镜、X光衍射仪、扫描电镜和透射电镜对Cr-Al_2O_3型和Mo-ZrO_2型金属陶瓷的结合机制进行了初步地研究。结果表明:Cr-Al_2O_3金属陶瓷,由于制备过程中Cr颗粒表面形成了Cr_2O_3薄膜并与Al_2O_3组成固溶体,因此,金属相基体与陶瓷相形成了化学性结合,而Mo-ZrO_2型金属陶瓷则为机械结合。     

文献简介

经久耐用的Al_2O_3-SiC-C耐火砖铁水预处理时,应用Al_2O_3-SiC-C耐火砖(A型)做铁水包的耐火材料衬。日本钢管公司福山厂200t的铁水包就使用了这种耐火材料。根据耐火材料损坏机理的研究,又生产一种B型Al_2O_3-SiC-C耐火砖,这种砖更不容易损坏。旋转渣侵蚀试验表明,B型砖的寿命是A型砖的2.2倍。但是,铁水包试验指出,B型砖有剥落现象。为找出B型砖剥落的原因,对B型砖和经过许多小时加热后的砖进行了对比研究,最后研制出一种抗侵蚀、抗剥落的C型Al_2O_3-SiC-C耐火砖。     

精炼钢包用Al_2O_3-MgO-CaO系复相耐火材料的研发

为适应精炼钢包用耐火材料轻量化的发展需要,采用两步烧结法向Al_2O_3-MgO-CaO系复相耐火材料中添加La_2O_3,并对该耐火材料的抗LF精炼渣侵蚀性能进行了研究。结果表明,添加的La_2O_3优先固溶入Al_2O_3-MgO-CaO系复相耐火材料的晶相CaO·6Al_2O_3中,促使CaO·6Al_2O_3晶胞产生晶格畸变,有效抑制了CaO·6Al_2O_3晶粒沿基面的异常长大,进而有效地促进了Al_2O_3-MgO-CaO系复相耐火材料的烧结致密化。当添加La_2O_3的质量分数为4%,在1600℃保温2h烧成后,试样的气孔率由占总体积分数的19.2%下降至6.1%,体积密度由2.78g/cm3上升至3.18g/cm3,制得了含MgO·Al_2O_3、CaO·2Al_2O_3、CaO·6Al_2O_3晶相且呈现交织分布、显微结构致密的Al_2O_3-MgO-CaO系复相耐火材料,其抗LF精炼渣侵蚀性能与同等致密度的Al_2O_3-MgO质耐火材料相当。     

铜熔炼渣中隔膜层形成与金属损失

利用高温X射线透射电视技术,在实验电炉中对工业炼铜炉料的冰铜熔炼过程进行了研究。当产出高品位冰铜和低SiO_2/Fe渣时,渣中形成夹有Fe_3O_4晶粒的隔膜层。炉料中含有较高的锌和Al_2O_3时,渣中易形成夹有尖晶石析出物的隔膜层。隔膜层的形成引起了渣含铜升高,熔炼时易产生泡沫渣。     

通过循环渣试验对高铝耐火材料抗侵蚀性及显微结构的讨论

本文详尽介绍Cr_2O_3对高铝耐火材料的影响及其蚀变蚀损机理。就抗侵蚀性及显微结构,对四种普通高铝耐火制品和两种含铬高铝耐火制品进行鉴定。循环渣试验后对耐火材料进行了各种分析,结果表明:含铬产品的抗渣性优于不含铬产品。有三个论据支持这一结论。其中包括:1.渣/砖界面形成的铬——尖晶石;2.界面下形成的不渗透莫来石层;3.铬—铝固溶体的形成改进了基质结合。     

CoCrFeNiAl_x(x=1,1.5,2)高熵合金的高温氧化行为

通过非自耗真空电弧熔炼制备CoCrFeNiAl_x(x=1,1.5,2)高熵合金,并结合扫描电子显微镜、X射线衍射仪和电子探针研究了900℃下Al含量对CoCrFeNiAl_x合金氧化行为的影响。结果表明,不同Al含量的三种合金均属于抗氧化级,且其氧化动力学曲线均基本符合抛物线规律。随着Al含量的增加,合金的氧化增重逐渐降低。当Al含量x=1时,合金的氧化膜主要由Cr_2O_3为主的尖晶石相外层和Al_2O_3内层组成;当Al含量x=1.5和x=2时,合金氧化膜主要由Al_2O_3外层以及尖晶石相中间层和Al_2O_3内层组成。     

合金弹簧钢51CrV4中镁铝尖晶石夹杂行为研究

针对冶炼合金弹簧钢51CrV4过程存在大量MgO·Al_2O_3类夹杂的问题,采用现场取样及扫描电镜和能谱分析等手段,对51CrV4钢冶炼过程中夹杂物的转变过程进行研究,分析了冶炼过程中MgO·Al_2O_3夹杂的来源和生成过程,并对采用钙处理对钢中镁铝尖晶石改性行为的可行性进行了探讨。研究结果表明:51CrV4冶炼过程中,当钢中w(Mg)=(0.55~30.6)×10-6时均能生成MgO·Al_2O_3夹杂。而当钢中w(Ca)达到6×10-6时,MgO·Al_2O_3夹杂出现液态复合夹杂物,并随着钢中[Ca]含量的提高液态复合夹杂物含量快速增加,而尖晶石夹杂含量减小。当钢中w(Ca)达到35×10-6左右时,MgO·Al_2O_3夹杂完全转变为液态。