钢包渣线用后镁碳砖的回收再利用研究

对钢包渣线用后镁碳砖进行回收处理,用其制备了再生渣线镁碳砖,研究了回收料加入量(质量分数分别为60%、70%、80%)和混料量(分别为5、8 kg)对再生镁碳砖致密度、强度和抗氧化性的影响。结果表明:1)随着回收料加入量的增加及混料量的增大,再生镁碳砖的显气孔率增大,体积密度、常温耐压强度、高温抗折强度和抗氧化性减小;2)回收料加入量(质量分数)为60%时,再生镁碳砖的性能符合行业标准的要求;3)回收料中存在假颗粒,残碳量高,杂质多,是造成再生镁碳砖致密度、强度和抗氧化性差的原因;4)为了提高再生镁碳砖的质量,必须控制回收料的加入量,选择混练效果好的混碾设备,并注意回收料中残碳对再生镁碳砖性能的影响。     

四种电熔镁砂颗粒对镁碳砖性能的影响

为了探究不同电熔镁砂颗粒对镁碳砖性能的影响，以粒度均为6～3、3～1、1～0.074、≤0.074 mm的97电熔镁砂、97.5电熔镁砂、97.5二钙电熔镁砂、97.5大结晶电熔镁砂4种镁砂为骨料，粒度≤0.074 mm的97.5大结晶电熔镁砂粉料为基质，酚醛树脂为结合剂，-196石墨为碳源，制备了4种镁碳砖试样。按照国标检测了4种镁碳砖试样的体积密度、显气孔率、常温耐压强度、高温抗折强度、抗渣性、抗氧化性以及试样的物相组成和显微结构。结果表明：1)方镁石晶粒大小、高温液相含量、高熔点相是影响镁碳砖试样性能的三大因素。2)方镁石晶粒越大，镁碳砖试样各种使用性能越好。3)高温液相含量是降低镁碳砖试样高温使用性能的主要因素之一。4)高熔点相会增大镁碳砖试样的显气孔率，降低其常温耐压强度和高温抗折强度，对抗氧化性和抗渣性影响明显。     

改性石墨对镁碳砖性能的影响

为了提高钢包渣线镁碳砖的使用寿命,将0~1%质量分数的改性石墨引入到钢包渣线用镁碳砖中,研究了其加入量对镁碳砖体积密度、显气孔率、常温耐压强度、热膨胀率和抗渣性的影响,并采用偏光显微镜分析了试样的显微结构。结果表明:引入少量改性石墨对镁碳砖的致密度略有负面影响,但改性石墨在高温下产生的体积膨胀能弥补砖的基质收缩和砖与砖之间的缝隙,从而提高镁碳砖的抗渣性;当改性石墨加入质量分数为0.8%时,镁碳砖中骨料与基质的缝隙最小,抗渣性最好。     

木质素改性酚醛树脂结合镁碳砖的研究

为了降低酚醛树脂的生产成本并提高其低温结合强度,以木质素磺酸钙为原料部分替代苯酚,以氢氧化钠为催化剂,合成了木质素改性酚醛树脂(LPF),并将其作为结合剂用于镁碳砖的制备,通过研究不同木质素磺酸钙用量(其质量分数分别为10%、20%、30%、40%、50%)、不同催化剂用量(外加质量分数分别为1%、2%、3%、4%、5%)以及不同反应时间(分别为1、1.5、2、2.5、3 h)合成的LPF对镁碳砖200℃24 h烘后常温性能的影响,优化了LPF的合成工艺条件,同时对比了LPF结合和传统酚醛树脂结合镁碳砖于200℃24 h烘后和1 200℃3 h处理后的常温物理性能和高温抗折强度。结果表明,适于制备镁碳砖的LPF的最佳合成工艺条件为:木质素磺酸钙质量分数为30%,催化剂质量分数为1%,反应时间为2 h。用最佳工艺合成的LPF制备的镁碳砖,经200和1 200℃分别处理后的体积密度为2.84和2.82 g·cm-3,显气孔率为9.6%和14.6%,抗折强度为17.8和6.4 MPa,耐压强度为72.3和48.7 MPa;1 400℃下的高温抗折强度为7.3 MPa。与传统酚醛树脂结合镁碳砖相比,其性能均有所提高。     

酚醛树脂加入量对钢包渣线再生镁碳砖性能的影响

利用钢包渣线用后镁碳砖再生料制备了钢包渣线再生镁碳砖,在再生料加入质量分数为80%的基础上,研究了酚醛树脂5323加入量(质量分数分别为3.25%、3.5%、3.75%、4.0%、4.25%)对再生镁碳砖致密度、强度和抗氧化性的影响。结果表明:1)随着酚醛树脂加入量的增加,200℃热处理后再生镁碳砖的致密度、常温耐压强度、常温抗折强度及高温抗折强度均增大,抗氧化性增强;2)随着酚醛树脂加入量的增加,900℃埋炭处理后试样的致密度增大,但当酚醛树脂加入量(w)达到4%后其致密度变化不大;3)再生镁碳砖中酚醛树脂加入量(w)以3.5%～4%为宜。     

Carbores P加入量对镁碳砖性能的影响

为了进一步提高镁碳砖的使用性能,在镁碳砖配料中添加质量分数分别为0、0. 5%、1%、1. 5%、2%和2. 5%的Carbores P,经配料、混练、困料后,用630 t电动螺旋压力机压制成200 mm×150 mm×100 mm的样块,于220℃保温16 h固化后,切割成40 mm×40 mm×160 mm和50 mm×50 mm×50 mm试样,分别在1 000和1 500℃埋焦炭热处理3 h,然后检测固化及埋炭热处理后试样的显气孔率和常温耐压强度,以及固化后试样的高温抗折强度和抗氧化性,并由此优选出最佳Carbores P添加量的镁碳砖在某钢厂100 t钢包渣线部位进行了现场使用试验。结果表明:Carbores P加入量对固化试样的显气孔率和常温耐压强度影响不大,高温抗折强度随Carbores P加入量的增加而增大;对埋炭处理试样,添加0. 5%(w) Carbores P的试样显气孔率最低,常温耐压强度最大,抗氧化性最好。添加0. 5%(w) Carbores P的镁碳砖应用在某钢厂100 t钢包渣线部位,侵蚀速率为每炉2. 11 mm,与未添加Carbores P的镁碳砖相比,抗侵蚀性提高了10%。     

不同碳含量对镁碳砖性能的影响

研究了碳含量的变化对镁碳砖抗渣侵蚀性、抗氧化性能、高温抗折强度和热震稳定性的影响。研究结果表明：随碳含量增加,镁碳砖的体积密度、耐压强度降低;碳含量在6%~8%时,镁碳砖的高温抗折强度、热震稳定性、抗渣侵蚀性及抗氧化性能好;碳含量低,镁碳砖的抗渣侵蚀性降低;碳含量为14%时,镁碳砖的抗氧化性能最差。     

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。     

石墨加入量对低碳镁碳砖性能的影响

通过检测含有2%～14%石墨镁碳砖1400℃的高温抗折强度、1500℃的热膨胀系数、1000℃×2 h煅烧后的抗氧化性,比较低碳镁碳砖与传统镁砖的性能差异,研究了石墨加入量对低碳镁碳砖性能的影响。结果表明:在有2%Al存在的情况下,低碳镁碳砖高温抗折强度与石墨加入量无关;石墨加入量为6%时,可保证低碳镁碳砖具有较优良的抗剥落性及抗氧化性。     

添加半成品废砖的再生镁碳砖研究

为了回收利用镁碳砖生产过程中产生的半成品废砖,将半成品废砖经拣选、破碎、筛分后制成3～1、≤1和≤0.088 mm三种粒度的再生料,然后在镁碳砖常规配方中添加20%(w)的再生料制成再生镁碳砖试样,研究了试样的颗粒级配(粗颗粒、中颗粒、细粉的质量分数分别为44%～56%、14%～26%、24%～36%),再生料加入方式(分级后分别与相同粒度的其他料混合后加入或不分级直接与电熔镁砂颗粒料混合后加入),树脂添加量(外加质量分数分别为3.8%、4.0%、4.2%、4.4%)对再生镁碳砖试样性能的影响,并与未添加再生料的镁碳砖试样进行了对比。结果表明:1)适当增加中颗粒料的量,减少细粉的量,可以提高再生镁碳砖试样的致密度和抗氧化性能,但对强度影响不大。2)再生镁碳砖试样中树脂的最佳外加量(w)为4.0%。3)与不分级直接加入相比,再生料分级加入可以有效提高再生镁碳砖试样的致密度和强度。4)通过工艺优化,添加20%(w)再生料的再生镁碳砖试样的性能可以达到YB 4074—91中镁碳砖MT14A的技术要求。     

高铁镁砖的研制

为了替代镁铬砖中的铬组分 ,利用氧化铁能在氧化镁中固溶的特点进行了高铁含量镁砖的制备研究。探讨了高铁镁砖的烧成温度、氧化铁含量和粒度组成等工艺参数对制品性能的影响。试验发现 :当高铁镁砖中的氧化铁含量为 9% ,烧成温度低于 1 5 80℃时 ,这种高铁含量的镁质材料的体积密度较高 ,为 3.0 5 g·cm- 3,热膨胀系数适中 ,为6.5 81× 1 0 - 6 ℃- 1 ,荷重软化温度较高 ,为 1 62 0℃ ,对水泥物料表现出良好的抗侵蚀和抗渗透性能。     

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。     

铝酸钙系冶金熔剂和CaF2对镁碳砖的侵蚀比较

为了降低精炼渣对钢包渣线镁碳砖的侵蚀,分别以20%(w)的冶金熔剂铝酸钙、铝镁酸钙和CaF2与80%(w)的初始钢渣配制成三种精炼渣,以镁碳砖为感应炉的坩埚,在坩埚内放入钢样,待钢样熔化并升温到1 600℃时,加精炼渣持续冶炼5 h(期间共更换渣8次),冷却后测镁碳砖渣线部位的侵蚀(渗透)深度并进行SEM分析。结果表明:以铝酸钙和铝镁酸钙为熔剂的精炼渣都比以CaF2为熔剂的精炼渣对镁碳砖的渗透浅、侵蚀小,而以铝镁酸钙冶金熔剂为精炼渣比以铝酸钙冶金熔剂为精炼渣对镁碳砖的渗透和侵蚀性都大大降低。这是由于铝镁酸钙中含有饱和的MgO,减缓了镁碳砖中MgO向CMA渣中的溶解,从而降低了渣对镁碳砖的侵蚀。     

镁铝尖晶石不烧砖的研制与应用

结合攀钢活性石灰回转窑的生产实际 ,研制开发了镁铝尖晶石不烧砖。使用表明 ,研制的镁铝尖晶石不烧砖在活性石灰回转窑烧成带使用 ,寿命达 1年以上。还介绍了镁铝尖晶石不烧砖的研制过程并与几种外购窑衬制品使用效果进行了对比。     

高基质普通烧镁砖的研制及应用

在普通烧镁砖中,提高基质相原料纯度,可使精炼铬铁炉炉衬寿命明显提高。     

铜冶炼炉用镁铝钛砖的研制

以电熔尖晶石(4～1 mm)、电熔镁砂(<4、<0.088 mm)及烧结镁砂(4～2、<2 mm)为主要原料,加入α-Al2O3细粉、锐钛矿型TiO2细粉,采用无机复合结合剂制成混合物料,经630 t摩擦压砖机将物料压制成230mm×115 mm×65 mm的标砖,干燥24 h后,经1 600℃高温烧制成镁铝钛砖,检测镁铝钛试验砖的体积密度、显气孔率及抗热震性,同时与镁铬砖及镁铝铬砖进行抗铜渣静态坩埚对比试验,并利用XRD、SEM观察分析烧后镁铝钛砖的相组成和显微结构。结果表明:TiO2细粉加入质量分数为2%的镁铝钛砖中,TiO2与方镁石反应生成Mg2TiO4尖晶石,随着Mg2TiO4被MgAl2O4吸收、固溶,形成新型方镁石-尖晶石-氧化钛硅酸盐系统的复相结构,改善了材料的结构,使其具有良好的烧结性和抗热震性;且镁铝钛砖的抗铜渣侵蚀性与镁铬砖的相当,有可能成为铜冶炼炉用环境友好型耐火材料。     

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。     

Tensile behaviour of magnesia carbon refractories

The determination of the Young's modulus and the tensile strength of heterogeneous refractories are the subjects of this paper. Great differences have been observed for a similar material according to both the usual tests performed and the interpretation proposed to define these properties. The causes of the discrepancies of the Young's modulus under compression and tensile loading are examined in detail. Then, it is shown that (i) the accuracy measurement of the deflexion in the bend test with a particular device and (ii) the integration of the shearing distorsion in the calculation of the deflexion by the classical beam theory, allow for finding the appropriate value of the Young's modulus. The classical definition of the modulus of rupture (M.O.R.) is also examined. Considering a nonlinear behaviour of the refractory, it is shown by finite element analysis of the beam, that the M.O.R. overestimates the tensile strength.     

Application of magnesia concrete and brick for the lining of electric furnaces

Conclusions Self-setting magnesia concrete and solutions are applicable for the lining of electric furnaces in the form of blocks.The testing of magnesia concrete and basic brick blocks is recommended on an industrial level for the verification of their effectiveness in electric furnaces of different capacity.     

铁铝尖晶石的合成及镁铁铝尖晶石砖的性能与应用

系统论述了铁铝尖晶石( FeO·Al2O3)的合成、铁的存在价态对镁铁铝尖晶石砖性能的影响,并阐述了采用预合成铁铝尖晶石制备的镁铁铝尖晶石砖在水泥窑上的出色使用性能,指出其完全可以替代现有镁铬砖,是水泥回转窑烧成带用耐火材料的发展方向;同时还指出了镁铁铝尖晶石砖未来的研究方向是降低砖的热导率以及控制铁铝尖晶石合成气氛的简单化.