炼铜诺兰达炉用镁铬砖损毁机理的探讨

简要介绍了诺兰达炉用耐火材料的现状,并以风口区使用后的镁铬残砖为试样,采用化学分析、SEM和EDAX等手段对其侵蚀机理进行了分析研究。结果表明:铜渣对镁铬耐火材料的侵蚀,在工作面以熔蚀为主;在砖体内部主要以锍渗透为主。锍渗透的主要途径为开口气孔、晶界及微裂纹。     

溶胶浸渍对镁铬砖性能的影响

采用化学法制备出的Cr(OH)_3溶胶和Mg(OH)_2-Cr(OH)_3混合溶胶分别对炼铜炉用镁铬砖进行真空浸渍。透射电子显微镜(TEM)观察发现,两种溶胶中的粒子分散均匀,均呈球形或近球形,平均粒径在50nm左右。对浸渍前后试样的理化性能和孔隙率进行了分析,结果表明:经两种溶胶浸渍后,试样的Cr_2O_3含量增加,耐压强度和体积密度略有升高,显气孔率显著下降;试样的体积中位径由浸渍前的17.45μm分别下降至浸渍后的9.56μm和12.24μm,孔径>12μm的气孔的数量由浸渍前的88.47%分别下降至浸渍后的40.65%和58.92%。SEM和EDS分析显示:两种溶胶浸渍后的试样经110℃处理后,通过镁铬砖的气孔进入并附着在气孔内壁上的纳米级的溶胶粒子均长大;而经1550℃处理后,这些粒子构成了试样的一部分。抗侵蚀试验结果表明,浸渍后试样抗炼铜转炉渣的侵蚀性比浸渍前试样的好。     

影响镁铬耐火材料抗粗铜侵蚀的因素

研究了温度、保温时间、粗铜的加入量和气氛等因素对镁铬耐火材料抗粗铜侵蚀性能的影响。结果表明 :随着侵蚀温度的升高 ,侵蚀保温时间的延长和粗铜加入量的增加 ,其渗透面积增大 ;气氛对粗铜渗透性影响较大 ,粗铜熔体中 [O]浓度越高 ,粗铜的渗透性越强。     

镁铬砖对CaO-SiO2-Al2O3系炉渣的抗侵蚀性

为实现CaO-SiO2－Al2O3系炉渣的低熔点化,在C／S比不同的炉渣当中,对各种镁铬砖抗侵蚀性进行了评价。     

添加物对镁铬砖性能的影响

在电熔镁铬砂的质量分数分别为50%(3~1mm)、13%(≤1mm)和37%(≤0.088mm)的镁铬砖基础配方中,分别外加2%的纯氧化铬、α-Al2O3、氧化锆、锐钛矿、α-Al2O3(1%) 锐钛矿(1%),以3%亚硫酸纸浆废液(外加)为结合剂,混匀后在200MPa压力下成型为50mm×50mm的圆柱试样和中心有20mm×20mm孔洞的坩埚试样,110℃干燥箱中烘6h后,在高温隧道窑中于1800℃保温3h烧成。检测烧后试样的显气孔率,并用XRD分析试样的物相组成,用光学显微镜分析1640℃保温4h静态渣侵试验后试样的显微结构。结果表明:各种添加物的加入使镁铬砖的抗渣性和抗热震性都有所提高。添加物提高镁铬砖抗渣性的顺序为:α-Al2O3 锐钛矿>α-Al2O3>氧化铬>锐钛矿>氧化锆;添加物在提高镁铬砖抗热震性上的顺序为:α-Al2O3 锐钛矿>α-Al2O3>氧化锆>锐钛矿>氧化铬,其中α-Al2O3 锐钛矿复合添加物不但使镁铬砖具有较强的抗渣性,而且抗热震性也同步提高,是提高镁铬砖性能的理想添加物。     

浸渍镁盐对镁铬砖性能的影响

用镁盐溶液对两种不同Cr2O3含量的电熔再结合镁铬砖进行了真空浸渍处理,并对浸渍前后试样的物理性能和孔径分布进行了分析,用静态坩埚法和高压釜反应法分别对浸渍前后试样的抗渣性和抗水化性能进行了比较。结果表明:经镁盐溶液浸渍后,镁铬砖的显气孔率显著下降,体积密度增大,常温耐压强度和常温抗折强度明显增大;试样中孔径>10μm的孔容积百分率由浸盐前的84.13%下降到浸盐后的67.67%;浸渍后试样的抗水化性能显著提高,抗渣性能得到一定改善。     

TiO_2对镁铬砖抗渣蚀性的影响

利用XRD分析和光学显微镜等测试手段 ,研究了添加TiO2 对镁铬砖抗渣蚀性的影响。结果表明 :炉渣中的CaO能分解镁铬砖中的二次尖晶石而使镁铬砖损毁 ,但加入TiO2 后 ,TiO2 能优先于尖晶石中的Cr2 O3与渣中CaO反应 ,生成高熔点的CaTiO3,从而抑制CaO对砖中镁铬尖晶石的分解 ,提高了镁铬砖的抗高钙渣渣蚀能力     

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.     

铜冶炼工艺用耐火材料内衬的使用及损毁机理回顾(1)

回顾了铜冶炼工艺用耐火材料的使用和损毁机理,描述了研究、发展及减少耐火材料侵蚀的研究水平.化学、热力学和机械侵蚀机理三者的结合主要基于下列因素:如炉型、炉衬的炉龄设计、耐火材料的选择类型和工艺条件. 镁铬砖广泛应用于铜冶炼炉中,尽管在某些特殊条件下,特别在碱金属或碱土金属存在的条件下,隐藏着六价铬的潜在风险. 在相图、热力学和动力学计算的支持下,用后耐火材料调查和实验室规模试验被认为是了解和预测耐火材料侵蚀问题的有效手段. 本文对铜冶炼工艺用耐火材料选择、使用以及用后耐火材料的回收及循环利用进行了总结和回顾.     

再生废镁铬砖生产镁铬砖的试验研究

本文讨论当Cr2O3以电熔镁铬砂、铬铁矿及RH炉废镁铬砖3种形式引入并控制Cr2O3含量分别为6％、8％、12％和16％时,镁铬砖试样的各项理化性能.结果表明:加入废镁铬砖的试样的各项性能略低于加入电熔镁铬砂的试样,但与加入铬铁矿的试样相差不大,且其高温抗折强度均大于加入铬铁矿的试样.通过本试验说明,利用废镁铬砖生产的镁铬砖,可以替代直接结合镁铬砖,应用在水泥回转窑、有色金属冶炼及重烧镁砂竖窑等热工设备.     

镁铬耐火材料在真空条件下的抗渣性

采用真空感应炉抗渣法,研究了半再结合镁铬耐火材料在碱度分别为0.6、1.1、1.5和1.8的CaO-SiO2渣与Al2O3含量为37.98%的CaO-Al2O3渣中的抗侵蚀性,试验条件是真空度5kPa、1650℃保温25min。对侵蚀后的试样进行观察与测量,并用SEM与EDAX分析了试样的断面形貌和化学组成变化。结果发现:在CaO-SiO2渣中,随着炉渣碱度的升高,镁铬试样中的尖晶石更易于受到熔渣的侵蚀,并且尖晶石中的Cr2O3、Fe2O3被CO与钢水中的C还原为金属态的铬铁合金,试样的直接结合被破坏,侵蚀量变大。在CaO-Al2O3渣中,镁铬试样在边界层生成致密的MA尖晶石,抑制了熔渣的进一步侵蚀和Cr2O3、Fe2O3的还原,显示出较好的抗侵蚀性。     

镁铬砖显微结构的均化

利用OM、SEM、EDAX和XRD检测方法研究了一种在隧道窑烧成带使用10年的再结合镁铬砖显微结构均化现象。原砖由电熔镁铬颗粒和铬矿颗粒组成,其显微结构是不均匀的。经过1600～1750℃长时间的相互作用,全部铬矿颗粒溶于方镁石基晶中,显微结构转变为均匀的“两相共生体”结构———含尖晶石脱溶相的方镁石固溶体。原砖中的氧化铬经蒸发而损失。     

碱性耐火材料在白银炼铜炉上的使用

简述了炼钢炉的原理及特点，镁铝、镁络耐火材料的性能及其在炼铜炉上的使用。初探了炼钢炉渣线部位用普通镁铝砖、半再结合镁铬砖的损毁机理，结果表明：半再结合镁络砖的抗侵蚀性明显优于普通镁铝砖。     

Enhanced corrosion resistance of magnesia-chrome refractories impregnated with zirconia sol

In order to enhance the corrosion resistance to molten vanadates and silicates of middle and upper checker bricks in glass furnace regenerator with petroleum coke as fuel, the present research improved the microstructure, compactness and corrosion resistance of magnesia-chrome refractories by vacuum impregnation with zirconia sol. The results show that the vacuum impregnation of zirconia sol and the increased impregnation times led to the significant increase in the bulk density and decrease in the apparent porosity of refractories, and the impregnated zirconia particles enhanced the corrosion and penetration resistance. The penetrated zirconia particles in the pores decreased the porosity and pore size of refractories, resulting in the inhibited penetration of vanadate and silicate liquid phases during the corrosion process. In addition, the zirconia particles around periclase particles also prevented the reaction between molten corrosion reagent and periclase, thus enhancing the corrosion resistance of refractories. The present study provides an effective method for improving the corrosion resistance of magnesia-chrome checker bricks in regenerator of glass furnace with petroleum coke as fuel.     

Effects of La2O3 on the viscosity of copper smelting slag and corrosion resistance of magnesia refractory bricks

The rotating method is carried out to investigate the effects of La₂O₃ content (0–4 wt%) on the viscosity of copper smelting slag at high temperatures, the apparent activation energy is evaluated according to the Arrhenius equation and the structural characterization of this quenched slag is characterized by Raman spectroscopy. Meanwhile, the corrosion resistance of copper smelting slag with different content of La₂O₃ on magnesia refractory bricks is researched by employing a static crucible method. The experimental results show that the viscosity of copper smelting slag decreased with the La₂O₃ ratio increases from 0 to 3 wt% in a certain temperature range, which is because La₂O₃ simplifies the structural units of [SiO₄] tetrahedral groups. However, the melt viscosity increases after add 4 wt% La₂O₃, the reason is that more La₂O₃ addition improves the structural compactness of [SiO₄] tetrahedral groups in the molten slag due to the strong accumulation effect of La³⁺. Observation of the corroded samples found that the corroded magnesia refractory brick has a lower penetration index when the copper smelting slag with the content of 4 wt% La₂O₃. Therefore, the copper smelting slag containing 4 wt% La₂O₃ has a higher viscosity, and thus impeded the penetration behavior of copper smelting slag on magnesia refractory bricks.     

RH真空炉衬用无铬耐火材料抗渣性能的研究

对镁锆质、镁尖晶石质、镁尖晶石钛质和镁尖晶石锆质4种典型的无铬耐火材料的抗渣侵蚀性能进行了研究,并与RH真空炉下部槽用镁铬砖进行了对比。结果表明:炉渣对耐火材料的侵蚀主要是通过炉渣中铁氧化物、CaO、SiO2和MnO向材料内部扩散而产生的侵蚀反应造成的。镁锆质材料中的ZrO2吸收炉渣中的CaO生成高耐火性能的CaO.ZrO,使镁锆材料较其他3种MgO基无铬耐火材料具有更优良的抗炉渣侵蚀性。     

含钒钢渣对镁碳砖的侵蚀

用感应炉浸渍试验法(熔池温度1650℃左右,侵蚀时间20min)研究了V2O5含量分别为0、1.34%、2.0%、3.15%的钢渣对镁碳砖的侵蚀。结果表明:由于V2O5降低了渣的熔化温度与粘度,含钒钢渣对镁碳砖的侵蚀性明显高于不含钒的普通钢渣,随渣中V2O5含量由0增加到3.15%,镁碳砖的熔损指数由14.3%上升到42.9%,渗透深度比采用普通钢渣时提高1.2倍。渣中V2O5和TiO2随液相渗入砖中,一部分与基质中的碳反应,导致碳的氧化和MgO颗粒在渣中的溶解;另一部分则侵入MgO晶界中肢解镁砂,使骨料破坏,加速对MgO-C砖的破坏。