骨料对KR脱硫搅拌头外衬浇注料性能的影响

针对KR脱硫搅拌头的使用要求,研究了骨料种类和粒度组成对其外衬浇注料性能的影响.结果表明:以莫来石为骨料的浇注料110 ℃干燥和1300 ℃烧后基本性能以及1100 ℃水冷3次后残余抗折强度均优于以刚玉、矾土或焦宝石为骨料的浇注料;临界粒度增大,浇注料干燥后和烧后冷态性能均有所提高;临界粒度不同浇注料试样达到最佳冷态性能时对应的粒度分布系数q是不同的,且该q值下的浇注料达到了较好的耐磨性和热震稳定性.     

大强度脱硫搅拌器用耐火浇注料的改进

针对大强度脱硫搅拌器用耐火浇注料工作衬损坏严重,搅拌混合性能下降快的问题,选择普通电熔莫来石、烧结锆莫来石为主要原料,CA-80水泥和α-Al2O3微粉、ρ-Al2O3微粉、SiO2微粉为复合结合剂,通过浇注料配方设计、性能检测、显微结构分析、工业试验、实际应用,完成了性能优良的大强度WG-3Y搅拌器用耐火浇注料的改进,在200 t铁水罐搅拌脱硫实际应用中获得高于425次的平均使用寿命。     

KR脱硫搅拌器用修补料的研制

通过武钢二炼钢厂KR搅拌器破损状况与在线修补的现场调研,分析了影响搅拌器修补使用效果的主要原因,提出了修补料合适的性能要求。通过修补料的原材料选择分析、试验研究和工业性试验,取得了单次修补使用寿命延长1倍的优良效果,达到了延长搅拌器使用寿命和降低在线维护量的目的。     

烧成温度对耐火浇注料抗热震性与机械冲击性的影响

将三种耐火浇注料用于工业铝生产中进行试验来证明其使用性能中较重要的特性之间的关系。为测试烧成温度对这种关系的影响,试样需经1200℃和1450℃烧成,然后做机械冲击性（900℃）和热震性实验（从950℃直接放入水中淬冷）。测试的有关性能包括抗折强度、弹性模量、断裂能和热膨胀系数。实验证明,抗热震性和机械冲击性之间成正比,如同1200℃时的系数σ0Rst;其它两种正比关系建立在1450℃,第一种是抗机械冲击性、抗折强度与σ0Rst,第二种是抗热震性与系数R‘‘‘‘和Rst。     

循环流化床锅炉用耐磨浇注料的研制

以工业废瓷(粒度5～3mm、3～1mm、<1mm、≤0.088mm)、特级矾土(≤0.044mm)、氧化铝微粉、硅灰、纯铝酸钙水泥、防爆纤维等为主要原料,按试验配比制成循环流化床锅炉用耐磨浇注料。将配好的物料振动浇注成型为40mm×40mm×160mm的试样,于110℃烘干24h后,分别在900℃、1100℃煅烧3h,冷却至常温。研究了颗粒级配对显气孔率、体积密度、抗折强度、耐压强度、磨损量的影响以及基质组成对抗热震性的影响。结果表明:颗粒级配对浇注料的性能有显著的影响,工业废瓷大颗粒(5～3mm)加入量为21%时综合性能最佳;基质中同时引入7%的堇青石、7%的焦宝石和2%的石英砂时,浇注料的抗热震性最好。     

低水泥耐热浇注料抗热震性的研究

研究了5批以粘土熟料作骨料的低水泥耐热浇注料的抗热震性。查明了含有5%～16%二氧化硅细粉时对浇注料抗热震性的影响。分析了当一次加热至1300℃时对浇注料抵抗冷热交替能力的影响。受冷热交替作用之后,浇注料试样表面形成裂纹的观察结果与在浇注料试样中超声波脉冲传播速度及其抗热震性的数据是有相互关系的。     

高炉主沟自流浇注料的研制与应用

为了解决高炉主沟日常浇注施工过程中因振动等施工原因导致材料出现的不密实、偏析等问题,以低碳电熔棕刚玉、致密刚玉及碳化硅为骨料,碳化硅、白刚玉、活性氧化铝微粉与SiO_2微粉等为细粉,通过将试样中减水剂Castabio T85的加入量0.08%(w)换成聚羧酸减水剂1%(w),活性氧化铝微粉加入量(w)为6%、8%和10%,研制出了一种高炉主沟自流浇注料。结果表明:添加减水剂Castabio T85的物料与添加聚羧酸减水剂的相比,在保证物料流动性的前提下,加水量少,自流值较高,且流动性衰减要慢。研制的高炉主沟自流浇注料进行的工业试验,一次通铁量达到15万t,满足使用寿命与施工的要求,效果较好。     

出铜沟用SiC-Al2O3质浇注料的研制与应用

采用特级矾土(≤5 mm)为主要原料,以纯铝酸钙水泥、α-Al2O3微粉、SiO2微粉为复合结合剂,添加抗氧化剂(单质硅粉)及复合减水剂(三聚磷酸盐和六偏磷酸盐),首先研究SiC加入量(质量分数12％、20％、30％、40％、50％)对出铜沟用SiC-Al2O3浇注料分别经110℃24 h烘干、1100℃3h热处理后试样的常温抗折强度、常温耐压强度、体积密度、显气孔率及110℃24 h烘干后试样的抗热震性(1100℃30 min,水冷,循环3次)的影响;再在最佳SiC加入量的基础上分析了沥青加入量(质量分数0、2％、4％、6％)对出铜沟用SiC-Al2O3浇注料抗渣性能(1100℃1 h)的影响,并进行了工业应用.结果表明:SiC的最佳加入量为50％(w),球状沥青加入量为2％(w),其研制浇注料的体积密度和强度适中,抗热震性和抗渣性良好;在某公司出铜沟上试用,寿命达23炉次,比原用涂抹料的寿命提高20倍以上,3条出铜沟每年可为企业节约135万元.     

锆莫来石加入量对刚玉质耐火浇注料抗热震性的影响

以电熔刚玉、锆莫来石、α-Al2O3微粉为主要原料,以铝酸钙水泥为结合剂,制备了刚玉质耐火浇注料.研究了锆莫来石加入量(质量分数分别为0、3％、6％、9％)对刚玉质耐火浇注料物理性能、物相组成和显微结构的影响.结果表明:随着锆莫来石加入量的增加,110℃×24 h烘干后试样体积密度呈先增大后减小,显气孔率呈先减小后增大趋势,常温抗折强度变化不大;1600℃×3h处理后耐火浇注料试样体积密度和常温抗折强度呈先增大后减小的趋势,1500℃×0.5 h高温抗折强度呈明显下降趋势.锆莫来石的引入对刚玉质耐火浇注料的抗热震性有所提高.综合各项性能,认为锆莫来石的最佳加入质量分数为3％.     

铁水预处理喷枪用耐火浇注料的研制与应用

选择焦宝石、普通电熔莫来石、红柱石为主要原料,Al-80水泥和α-Al2O3微粉、SiO2微粉为复合结合剂,耐热钢纤维为增强材料,≤0.088mm的锂辉石为烧结矿化剂,骨料由20~8mm、8~5mm、5~3mm、3~1mm、≤1mm五个级配组成。按照浇注料的设计配方进行了浇注料的配制,加水搅拌后制成40mm×40mm×160mm的试样,并进行110℃24h、1100℃3h和1450℃3h热处理,然后对浇注料的主要化学组成和3个温度热处理后试样的体积密度与耐压强度进行了检测,同时对1100℃3h和1450℃3h热处理试样进行岩相结构分析。结果表明:研制的浇注料结合强度适中,微观结构合理,达到了改善浇注料使用温度条件下烧结状况与抗热震性的预期效果。实际生产中的推广应用表明,喷枪的使用寿命延长1~4倍。     

锆刚玉加入对刚玉-尖晶石浇注料性能的影响

在刚玉-尖晶石浇注料的配比组成中分别加入ZrO2质量分数为28.46%和38.47%的两种电熔锆刚玉颗粒,研究了电熔锆刚玉颗粒的粒度(5～3、3～1和1～0.5 mm)、加入量(质量分数分别为3%、5%和8%)对刚玉-尖晶石浇注料的加热永久线变化率、烧后常温抗折强度、高温抗折强度及热震后弹性模量的影响,并观察了试样的显微结构。结果表明:1)试样的加热永久线变化率随锆刚玉粒度的增大而增大,随锆刚玉加入量的增多而增大,引入锆刚玉Z40的试样的加热永久线变化率基本上比引入锆刚玉Z25的大;2)烧后试样的常温抗折强度、高温抗折强度和弹性模量均以空白试样的为最大,均随锆刚玉粒度的减小而增大,随锆刚玉加入量的增多而减小;3)在刚玉尖晶石浇注料中适当加入锆刚玉而产生微裂纹,尽管降低了材料的强度和弹性模量,但对提高抗热震性有一定的积极作用。     

陶瓷梗对致密浇注料性能的影响

对比研究了添加莫来石质陶瓷梗和不锈钢纤维分别对刚玉质超低水泥浇注料和高铝质超低水泥浇注料性能的影响 ,并从显微结构分析了其影响机理。研究表明 :莫来石陶瓷梗能显著改善烧成后致密浇注料的抗热震性和体积稳定性 ;而含不锈钢纤维的浇注料烧成后 ,纤维氧化成氧化铁和氧化铬 ,促进了烧结以及纤维与基体之间的结合 ,使浇注料的刚性增加 ,高温抗折强度提高 ,但抗热震性下降 ,同时 ,高温下钢纤维氧化生成更大体积的氧化铁 ,导致了浇注料本体的膨胀 ,使其烧成线变化增加。     

烧结点火炉用莫来石质浇注料的研制与应用

针对烧结点火炉的使用工况要求,保持特级矾土骨料占70%(质量分数,下同)、结合剂纯铝酸钙水泥占5%、活性α-Al2O3微粉占4%不变,其余21%的细粉为不同组成的莫来石细粉、SiO2微粉、添加剂(分别为蓝晶石粉、碳化硅粉、硅线石粉),同时外加0.15%的三聚磷酸钠研制了莫来石质浇注料,并研究了SiO2微粉加入量(分别为0、1%、2%、3%、4%)和各添加剂加入量(分别为1%、2%、3%、4%、5%)对浇注料烘干或烧后(1 350℃3 h)性能的影响.结果发现,加入3%的SiO2微粉,同时加入3%的蓝晶石和4%的碳化硅时,研制的莫来石质浇注料性能较优良.该浇注料在几家钢厂的烧结点火炉上实际使用寿命目前已超过4年,证明使用效果较好.     

高炉风口区用浇注料的研制与应用

以颗粒粒度为8～5mm、5～3mm、3～1mm、1～0mm、≤0.088mm电熔棕刚玉和碳化硅为原料,铝酸盐水泥为结合剂,SiO2微粉为辅助结合剂,LBF-1为复合防爆剂,并添加氮化硅细粉制备了浇注料。研究了SiO2微粉和碳化硅加入量对浇注料性能的影响。所研制出的适用于大型高炉风口区用快速烘烤修补用浇注料已在国内1 800m3高炉上应用,获得了良好的效果。     

Mechanical properties of refractory castables bonded with hydratable magnesium carboxylate-boric acid

Hydratable magnesium carboxylate (HMC), which is similar to the properties of cement, can be used as a potential binder for refractory castables. However, its decomposition may lead to poor mechanical properties at medium temperatures (300 °C–1100 °C). This work investigated the effects of boric acid on the mechanical properties and microstructural evolution of castables bonded with hydratable magnesium carboxylate. The mechanical strength, bulk density, apparent porosity, thermal shock resistance, and sintering properties of the castables were evaluated. The results showed that the mechanical properties of HMC-bonded castables (HMCC) at various temperatures can be improved by adding boric acid. Boric acid reacts with HMC to form magnesium carboxylate borate ester (MCBE), which improves the bonding strength between HMC molecules. Thus, the cold modulus of rupture of HMCC containing boric acid dried at 110 °C are higher than that of calcium aluminate cement-bonded refractory castables (CACC). The decomposition temperature of MCBE is 77 °C higher than that of HMC, so MCBE can endow castables with better mechanical properties at 110 °C–500 °C. The B₄C obtained by MCBE pyrolysis could form a boron-rich liquid phase, which can accelerate the structural densification of castables via transient liquid phase sintering, thus improving the mechanical properties of castables at 500 °C–1100 °C. Moreover, boric acid can improve the thermal shock resistance of HMCC. The residual strength rate first increases and then decreases with an increasing boric acid, and reaches a maximum value of 29.7% (1 wt% boric acid is added), which is 2.3 times that of the CACC. The nanoindentation test showed that the microcracks in the matrix of 1 wt% boric acid castables are easy to initiate but difficult to propagate, so the microcracks are many and wavy.     

低成本铁水罐罐沿浇注料的研制与应用

采用w(A l2O3)≥65%的铁水脱硫喷枪用高铝质浇注料的再生料和三级高铝矾土熟料粉为主要原料,再生钢纤维为增强增韧材料,矾土水泥、SiO2微粉和-αA l2O3微粉为复合结合剂,蓝晶石为高温膨胀剂,用后硅酸铝纤维再生料(纤维长度3~8 mm)为防爆剂,设计了再生料加入质量分数约70%,粒度级配不同的铁水罐罐沿浇注料配方,并根据浇注料试样脱模后快速烘烤的抗爆裂性对配方进行了优化,然后进行了实际应用试验。理化性能检测和岩相分析结果表明:所研制的浇注料致密度适中,强度较高,微观结构合理,增强了浇注料对快速烘烤的适应性,提高了工作衬的保温隔热性能和抗破损能力;实际生产应用表明,该浇注料不仅降低了脱硫铁水罐的维护成本,而且使高铝砖脱硫铁水罐罐沿工作衬1次浇注平均使用寿命由300罐次延长到845罐次。     

氧化镁-尖晶石浇注料的组成与性能的关系

以中档烧结镁砂、矾土基尖晶石和电熔白刚玉为主要原料,制备了不同基质组成的试样,并研究了浇注料的流动性、强度、永久线变化率、抗渣性和抗热震性。结果表明：基质的组成（特别是Ａｌ２Ｏ３／ＭｇＯ比）对浇注料的抗渣性、线变化率、抗剥落性和热震稳定性有显著影响,通过调整Ａｌ２Ｏ３／ＭｇＯ比可制得综合性能优良的氧化镁－尖晶石浇注料