镁锆砖和镁铬砖的抗RH炉渣侵蚀性对比

为取代RH炉用镁铬材料,以电熔镁砂为主原料,分别加入单斜锆、脱硅锆、单斜锆与脱硅锆的混合粉、锆英石制备了ZrO2质量分数分别为15%和20%的镁锆砖,并利用静态坩埚法对比研究了镁锆砖和镁铬砖的抗RH炉渣侵蚀性。结果表明:对于Al2O3含量高且碱度(CaO/SiO2比)大的RH炉渣,镁锆砖抗侵蚀性能优于镁铬砖的;镁锆砖的侵蚀机理是砖中的ZrO2与渣中的CaO迅速反应,形成高熔点物相CaZrO3,能堵塞砖中的孔隙而形成致密保护层,从而阻止钢渣对镁锆砖的进一步侵蚀;而镁铬砖的侵蚀机理是渣中的Al2O3、Fe2O3等R3 和镁铬尖晶石中Cr3 交换,渣与砖反应生成的镁铝尖晶石和镁铁尖晶石使得材料变性,同时由于体积效应使镁铬材料鼓胀开裂,从而导致镁铬砖的严重侵蚀。     

回转抗渣法对比MgO-ZrO_2砖和MgO-Cr_2O_3砖的抗RH炉渣效果

为了根除含铬材料可能带来的环境危害,研究了可望取代MgO-Cr2O3(镁铬)材料的环境友好型MgO-ZrO2(镁锆)材料。通过回转炉模拟RH炉的环境,利用回转抗渣法对比两种材料的抗侵蚀效果。结果表明:在钢液、炉渣和有氧条件下,Fe被氧化成FeO与Fe2O3,镁铬砖随之产生裂隙,并且Cr2O3氧化成CrO气体蒸发而导致材料结构疏松和剥落;而镁锆砖在钢液中溶解的氧活度极低,ZrO2极难流失,且它和渣中CaO快速反应形成CaZrO3致密保护层而阻止镁锆砖被侵蚀。试验的结果表明镁锆砖的使用效果优于镁铬砖,建议可试生产服役于RH炉的镁锆砖。     

镁锆砖的抗RH炉渣侵蚀机制

为实现RH炉的无铬化,以电熔镁砂、单斜锆为原料制备了ZrO2质量分数为11%的镁锆砖,并采用回转抗渣法进行镁锆砖和电熔再结合镁铬砖的抗高、低碱度RH炉渣对比试验,并分析了其抗渣机制。结果表明:(1)镁锆砖抗高碱度渣侵蚀性能较再结合镁铬砖强,但其抗低碱度渣侵蚀性能相对较差;在高碱度渣中形成含锆酸钙反应层是镁锆砖抗渣侵蚀性能优越的关键。(2)镁锆砖中的ZrO2吸收渣中的CaO而使渣碱度降低,黏度升高,从而使渣在镁锆砖中的渗透程度降低。(3)镁锆残砖的渣层含微量的ZrO2,从工作面到原砖层,镁锆残砖呈现出明显变质层、轻微变质层和原砖层3个段带,而镁铬残砖只有明显变质层和原砖2个段带;镁锆砖的SiO2含量在轻微变质层中最高,而镁铬砖的SiO2含量从工作面到原砖层逐渐减小。     

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。     

AOD炉渣对镁钙质耐火材料的侵蚀机理

采用静态坩埚法将AOD炉渣线区镁钙砖在1 700℃空气气氛下高温热处理3 h后进行抗渣试验。结合XRD、SEM、EDS等测试手段，分析了AOD炉两个阶段炉渣对渣线区镁钙砖的侵蚀机理。结果表明：低碱度的氧化期炉渣对镁钙砖侵蚀明显，炉渣在表面张力和毛细管力作用下，进入镁钙砖内部与CaO反应生成低熔点的铁酸二钙2CaO·Fe₂O₃(C₂F),促进砖中CaO溶解，破坏了原有的致密结构，使反应层结构变得疏松、易剥落；镁钙砖中方镁石晶簇吸收液态渣中的铁、铬、锰氧化物，并在其晶内和晶间形成复合尖晶石结构，从而提高镁钙砖表面渣的黏度，减缓渣的侵蚀；还原期炉渣碱度较高，对镁钙砖的侵蚀作用较弱，主要表现为SiO₂向砖内侵蚀渗透，以及体积效应和温度梯度导致镁钙砖表面小尺寸方镁石晶簇向渣中剥落。     

无碱玻璃对含锆耐火材料侵蚀作用研究

介绍了旋转抗渣试验方法,研究了无碱玻璃对3种含锆耐火材料（熔铸AZS砖、致密锆英石砖和颗粒氧化锆砖）的侵蚀作用,采用该方法对试验后的试样利用SEM和EDAX对其物相组成和显微结构进行了分析。结果表明：无碱玻璃熔体的渗入及含锆耐火材料中的ZrO2的熔蚀是材料蚀损的主要原因;致密锆英石砖由于组成和结构的优化,抗无碱玻璃侵蚀性要优于另外两种砖。     

Al2O3-ZrO2质风口衬套渣侵蚀SEM分析

以白刚玉、锆英石为原料制备了Al2O3-ZrO2质风口衬套样,采用静态熔渣法在1500℃保温2h进行高炉渣侵蚀试验。对侵蚀后的试样进行SEM分析,并研究其侵蚀机理。结果表明:侵蚀试样从热面到冷面侵蚀区域主要分为两层,且CaO含量逐渐减少,SiO2含量增多。在试验条件下,锆英石在碱金属Na存在的条件下容易分解生成ZrO2和SiO2;同时,SiO2、Al2O3与渣中CaO反应生成低熔点玻璃相物质,使材料的耐火度降低。     

锆英石对铝铬锆砖抗侵蚀性能及六价铬形成的影响

铝铬锆砖因具有优异的抗渣侵蚀性能,被作为炉衬材料广泛应用于工作环境恶劣的危废焚烧炉。然而,铝铬锆砖在制备和服役过程中可能形成有毒的水溶性Cr(VI),相关研究工作却未见报道。本研究分别以单斜氧化锆和锆英石为氧化锆源制备了两种铝铬锆砖,研究了铝铬锆砖在四种不同组成危废焚烧炉渣中的侵蚀行为及熔渣侵蚀前后砖中Cr(VI)的含量。结果表明,锆英石高温下分解形成单斜氧化锆和无定形的二氧化硅,促进化学稳定性较好的(Al,Cr)₂O₃固溶体的形成,提高了铝铬锆砖的致密化程度,同时改善了铝铬锆砖的抗渣侵蚀性能。此外,生成的二氧化硅可以还原砖中Cr(VI)化合物,降低铝铬锆砖中的Cr(VI)含量。熔渣侵蚀后,铝铬锆砖渗透层中Cr(VI)含量与熔渣成分密切相关。在被高碱性氧化物含量的熔渣侵蚀后,铝铬锆砖渗透层中的Cr(VI)含量较高,但锆英石作为氧化锆源的铝铬锆砖在不同熔渣中侵蚀前后的原砖层和渗透层内的Cr(VI)含量均低于欧盟限制标准。     

碱金属和锌对高炉用SiAlON结合刚玉砖的复合侵蚀

将高炉用SiAlON结合刚玉砖制成外部尺寸为50mm×50mm,内孔尺寸为25mm×25mm的坩埚,分别加入由Na2CO3、K2CO3、ZnO和宝钢高炉现场高炉灰配制的炉渣(其w(Na2O+K2O)=2.75%,w(ZnO)=5.1%)和用K2CO3、ZnO、石墨配制的炉渣(其w(Na2O+K2O)=25%,w(ZnO)=25%),然后分别在还原气氛下于1350℃16h和1100℃40h进行侵蚀试验。将侵蚀后的试样纵向对称剖开,观察渣对试样的侵蚀和渗透情况,进行SEM和EDAX分析。结果表明:碱金属和锌含量不同的两种炉渣对SiAlON结合刚玉砖的侵蚀速度都很小;碱金属侵蚀机理主要是SiAlON与碱蒸气反应生成钾霞石,与渣反应生成铁橄榄石,并参与硅酸盐玻璃相的生成;刚玉颗粒与渣中的FeO、Na2O和K2O反应生成铁铝尖晶石和少量针状β-Al2O3;锌对该砖没有产生明显的化学侵蚀。     

玻璃窑蓄热室用镁锆砖侵蚀机理分析

镁锆砖已广泛应用于玻璃窑蓄热室格子体上层和窑墙上部，通过对某公司蓄热室使用后残砖的侵蚀机理分析得出：镁锆砖所受到的侵蚀介质为SiO2、SO3、Na2O、P2O5K2O，在其基质处反应生成的硅酸盐、硫酸盐和磷酸盐，降低了基质的结合强度，从而导致砖体强度的降低；同时进入气孔的侵蚀介质在气孔中生成的产物也能够起到堵塞气孔，降低砖体的气孔率，增大其致密度作用。然而侵蚀介质的侵入对砖体的损害是主要的。     

含ZrO_2添加剂对方镁石-尖晶石耐火材料抗渣性能的影响

采用电熔镁砂、电熔镁铝尖晶石为主要原料,用坩埚法研究了三种含ＺｒＯ２ 添加剂对方镁石－ 尖晶石耐火材料抗渣性能的影响。结果表明：引入的ＺｒＯ２ 能有效吸收渣中的ＣａＯ,形成高熔点的ＣａＺｒＯ３ 固相堵塞在气孔中,阻止了炉渣的进一步渗透,又有效地降低了ＣａＯ 对尖晶石的分解作用及ＣａＯ、ＳｉＯ２ 等对主晶相方镁石的侵蚀作用;同时,ＺｒＯ２ 的引入能促进烧结,提高高温固相直接结合率,对提高抗渣性也有着十分重要的意义。     

Study on Microstructure and Slag Corrosion Mechanism of High Chrome Bricks for Gasifier

1 Introduction The gasifier like Texaco style is of important tech- nical equipment for ammonia synthesis and production of carbamide, carbinol and ethylene etc. Due to differ- ent energy resource structure, petroleum coke is adopt- ed as rawmaterial in A…     

气化炉用后高铬砖的渣蚀机理

采用扫描电镜和XRD等分析方法,对石油焦气化炉和水煤浆气化炉用后高铬砖及渣蚀试验砖的显微结构进行了观察与分析。根据高铬砖显微结构变化,研究了在不同气化炉内高铬砖受熔渣侵蚀损毁的机理。结果表明:石油焦气化炉用高铬砖中的Cr2O3与熔渣中的V2O5接触反应,在低温下形成液相而被熔蚀,是其蚀损的主要原因;水煤浆气化炉用高铬砖蚀损的主要原因是Cr2O3在熔渣里的溶解和ZrO2的熔蚀;LIRR-HK95砖由于成分和结构的优化,抗石油焦渣侵蚀性能好。     

Corrosion resistance of Al–Cr-slag containing chromium–corundum refractories to slags with different basicity

Al–Cr slag is the solid waste generated by the smelting of Cr metal. It presents a range of environmental hazards. This study addressed the corrosion resistance of Al–Cr slag containing chromium–corundum refractories to slags with different basicity. Herein, we provide suggestions for the use of Cr–corundum of different basicity in kilns. Al–Cr slag, brown fused Al₂O₃, and chrome green were used as the raw materials, with pure calcium aluminate cement being used as a binder. The brick samples, prepared using different blends of chrome green and corundum, were fired at 1600?°C, and subsequently subjected to a slag corrosion test. After corrosion by slag of different basicity, the phase composition and microstructure of the sample were analyzed by X-ray diffraction, energy dispersive spectrometer and scanning electron microscopy. There were two major findings. First, Cr–corundum brick made from Al–Cr slag has a better slag corrosion resistance than that made from Cr₂O₃ and brown fused Al₂O₃. Second, Cr–corundum brick made from Al–Cr slag has superior corrosion resistance to slag with a CaO:SiO₂ ratio of 2:1.     

不锈钢冶炼用铁水包Al2O3-SiC-C内衬砖的性能与侵蚀机理

铁水包内衬材料长期服役于间隔周期较长的高、低温交替环境,极易发生剥落与侵蚀损毁。为了探索影响铁水包内衬材料使用寿命的主要因素,对市面上四种铁水包Al₂O₃-SiC-C内衬砖的化学成分、物相组成、物理性能和微观结构进行了分析,并以高炉渣为侵蚀介质,重点研究了不锈钢冶炼用铁水包Al₂O₃-SiC-C内衬砖的侵蚀机理。结果表明:铁水包Al₂O₃-SiC-C内衬砖中Al₂O₃含量越高,高温下制品的液相量越低,越有利于提高耐火砖的高温力学性能;随着含碳量的增加,铁水包Al₂O₃-SiC-C内衬砖的抗渣性得到明显改善,但抗氧化性及高温抗折强度呈下降趋势;高炉渣中CaO、MgO向耐火砖中渗透,与耐火砖中的Al₂O₃、SiO₂发生反应形成高熔点的镁铝尖晶石及低熔点的钙长石等,生成的低熔相会加剧耐火砖的侵蚀。     

Property Research on MgO-CaO-ZrO2 Castable

Studio were conducted on how the structure and property of magnesia castable was affected when the magnesia zirconia calcium composite was incorporated.The experimental result indicates that the component CaZrO3 is easily decomposed by reacting with silica fume to form a low melting point material CMS and CaZr4O9 in the silica fume bonded MgO castable, resulting in occurrence of microcracks, which will improve the thermal shock resistance and strength at moderate temperature. In a word, CaZrO3 improves slag infiltration resistance in spite of lowering the slag corrosion resistance, by absorbing and reacting with components in the slag like Al2O3, TiO2 and FeO.     

MgO-ZrO2材料的抗侵蚀性能研究

研究了氧化锆和锆英石对镁质耐火材料抗渣性的影响.结果表明在氧化锆的加入量未达到某一临界值以前,镁质耐火材料的抗侵蚀性没有明显提高,因为加入的氧化锆量不足以形成阻挡渣渗透和侵蚀的二氧化锆富集层或锆酸钙富集层;当氧化锆的加入量超过一定量以后,镁质耐火材料的抗侵蚀性显著提高.锆英石的加入对提高镁质耐火材料抗侵蚀性的作用不明显加入量少时,渣渗透较严重;加入量多时,渣的渗透虽有所抑制,但渣蚀明显加剧.     

复合添加氮化钛和铝粉对镁碳砖高温性能的影响

首先研究了氮化钛(TiN)加入量(分别外加质量分数1%、2%和3%)对镁碳砖高温性能的影响,然后在确定其加入量的基础上研究了复合加入TiN和Al对镁碳砖高温抗折强度、抗氧化性和抗渣侵蚀性等高温性能的影响,并分析了渣蚀后试样的化学组成及物相变化。结果表明:镁碳砖中外加TiN的质量分数以不超过2%为宜;TiN和Al复合加入到镁碳砖中,可使镁碳砖的高温抗折强度、防氧化效果和抗渣侵蚀性等高温性能均有很大提高,且以复合外加2%质量分数TiN和1%质量分数Al的镁碳砖试样综合高温性能最佳。     

Chemical Corrosion Mechanisms of Magnesite-chrome Bricks by Converter Slag

The corrosion resistance of four kinds magnesitechrome bricks against converter salg was investigated by static crucible slag tests. The microstructures of the asdelivered and tested refractories were analyzed by means of SEM and EDS. The results showed that： Different magnesite-chrome bricks have different slag resistances. Generally, the slag resiantance sequence is as follows： rebounded fused magnesite-chrome brick 〉 semi-reboun- ded magnesite-chrome brick 〉 direct-bonded magnesitechrome brick 〉 silicate bonded magnesite-chrome brick. Slag reacts with the periclase of magnesite-chrome refractories, which results in the dissoving of periclase in fayalite slag. However, the complex spinels have superior slag resistance.