铁浴式熔融还原渣对镁铬材料侵蚀的研究

以市售w(Cr2O3)=26.02%的电熔再结合镁铬砖和自制预合成的不同FeO含量的铁浴式熔融还原渣为研究对象,采用旋转圆柱法,研究了铁浴式熔融还原渣中FeO含量(其质量分数分别为0、5%、10%和15%)和试验温度(1 450、1 500、1 550和1 600℃)对镁铬砖试样侵蚀量、显微结构的影响。结果表明:(1)不含FeO的渣对镁铬试样的侵蚀量大于FeO含量(w)为5%的渣,渣中FeO含量(w)为5%~15%时,随着FeO含量的增加,镁铬试样的侵蚀量增大,侵蚀加剧;(2)温度是影响镁铬材料抗渣性能的重要因素之一,温度提高,熔融还原渣对耐火材料的侵蚀加剧。     

煤渣中氧化铁对高铬砖使用的影响

分析了国内某企业德士古气化炉锥底渣口部位耐火砖使用寿命较短的原因,测试了该企业使用的不同产地煤种的煤灰化学成分及灰融熔性温度,并进行了静态坩埚抗渣试验。试验及测试结果表明:煤渣中氧化铁含量较高时,煤渣的灰熔融性温度降低,对耐火材料的渗透侵蚀严重,虽然能在渣与耐火材料界面处形成所谓的复合尖晶石保护层,但对耐火材料的寿命提高起不到明显的作用,反而会降低其使用寿命。     

Al_2O_3-MgO-C质钢包衬砖损毁分析

在现代钢铁冶炼生产过程中,钢包越来越多地充当了冶炼设备的角色,导致包衬的使用环境也更加恶劣,包衬的使用寿命有待提高.同时,由于包衬不同部位的使用环境和使用条件不同,包衬各部位的损毁速度也是不一样的,如渣线、包衬以及包壁靠近透气砖一侧损毁速度明显快于其他部位,最终制约了整个包衬的使用寿命.为此,对作为目前钢包衬用主要耐火材料的Al2O3-MgO-C砖的损毁进行了分析.     

电石渣制水泥烧成系统耐火材料的使用经验

在利用电石渣配制的生料中,硫、氯等成分高出许多。这些成分不仅通过引发结皮影响耐火材料的使用寿命,也会通过化学渗透影响耐火材料的使用寿命,还会透过耐火材料腐蚀锚固件等金属器件来影响耐火材料的使用寿命。LY公司采取的措施是:(1)用无机防腐涂料隔离Cl-与金属锚固件的接触;(2)选用超级奥氏体不锈钢材料增强不锈钢抗局部腐蚀能力;(3)使用抗结皮性能较好的浇注料;(4)科学合理匹配烧成系统浇注料和回转窑所用耐火材料。     

影响镁碳耐火材料表面MgO致密层形成的因素

研究了镁碳耐火材料中镁砂原料的种类和碳含量 ,渣剂的有无及碱度 ,炉内气氛以及是否加铝脱氧等因素对镁碳耐火材料表面MgO致密层形成的影响。结果表明 :(1)在w(C) =10 %～ 2 0 %范围内 ,随着碳含量的降低 ,形成的MgO致密层越完整 ,且厚度增加 ;(2 )Mg(g)氧化形成MgO致密层的氧是由熔渣通过熔融金属提供的 ,凡是影响熔渣和熔融金属中氧活度的因素 ,都会对MgO致密层的形成产生影响 ;(3)炉内气氛对MgO致密层的形成没有明显的影响 ;(4)与电熔镁砂相比 ,使用烧结镁砂为原料时 ,耐火材料表面更容易形成MgO致密层。     

水冷壁式粉煤气化炉炉衬应力场数值模拟研究

针对水冷壁式粉煤气化炉在使用过程中由热应力引起的耐火材料和渣层损毁现象,建立了水冷壁的局部热应力模型,运用ANSYS有限元分析软件对水冷壁式粉煤气化炉使用过程的应力场进行了数值模拟研究。结果表明:1)水冷壁式气化炉的最大应力出现在锚固钉与耐火材料的界面以及耐火材料与渣层的界面,渣层最大应力的位置在渣层表面。2)渣层厚度的增加可显著降低锚固钉与耐火材料界面处的热应力,但是会导致渣层与耐火材料层间的热应力增大。3)当热导率为2～6 W·m~(-1)·K~(-1)时,随着热导率增加,会导致热应力迅速升高;而当热导率为6～10 W·m~(-1)·K~(-1)时,热应力基本稳定。4)降温速率越快,炉衬各点的温度和热应力下降得越快。     

铁渣和钢渣与耐火材料的反应

炉渣的熔蚀和侵蚀已成为与铁水和钢水接蚀的耐火材料的主要损毁因素。高炉炼铁中,渣/铁交界面比渣/耐火材料交界面起着更为重要的作用。另一方面,在炼钢中,盛钢桶和中间包内钢渣主要促使耐火材料损毁。本文介绍了:a)高炉炼铁中渣及渣/铁与Al_2O_3-SiC-C耐火材料的反应;b)碱性吹氧转炉炼钢渣和盛钢桶渣与铝尖晶石耐火材料的反应;及c)详细叙述了渣与连铸用中间包耐火材料工作衬的反应等详尽的微观结构评价。这些结果还将指出由于渣同时时熔蚀和渗透对耐火材料的损毁/破坏。     

水煤浆气化炉耐火材料的损毁原因及改进

分析了水煤浆气化炉用耐火材料的损毁原因,认为熔渣侵蚀、剥落和机械磨损是导致炉衬耐火材料损毁的主要因素,其中以剥落为主;引起剥落的原因是多方面的,包括熔渣渗透引起的结构应力、温度变化引起的热应力、体积膨胀引起的机械应力及组分价态变化引起的体积效应等。以减少熔渣渗透为目的,通过添加适合金属外加剂,研制的新产品具有更高的体积密度和更小的气孔直径,预计可提高炉衬使用寿命10%以上。     

水泥窑耐火砖机械损毁机理分析及应对措施

随着水泥窑煅烧温度的提高,窑速的加快,机械应力一直是耐火材料损毁的重要因素。机械应力损毁主要表现形式为窑筒体椭圆度、砖衬错位、沟槽和挡砖圈挤压等。根据耐火砖不同损毁情况分析其损毁原因及机理,并针对性提出修正方案,有利于改善耐火材料使用效果,延长使用寿命,也为水泥生产达到节能降耗、节约成本的目的。     

不锈钢连铸中浸入式水口渣线的化学蚀损

采用光学膨胀计和SEM(扫描电子显微镜)图像分析，测定了钢水、结晶器保护渣和ZrO2-C质耐火材料之间的润湿，以此来研究不锈钢连铸中浸入式水口渣线的化学蚀损机理。认为由于CaO的溶解，导致ZrO2晶系的转变，引起渣的不稳定，促使ZrO2—C质耐火材料损毁。     

镁碳质钢包包沿料的研制与应用

随着包钢产能的进一步提升,2007年包钢钢产量将达到1000万t,"十一五"期间钢产量将再上新台阶,耐火材料的用量将相应增加.大量用后耐火材料的废弃不仅浪费了宝贵的耐火矿物资源,而且极大地占用耕地,污染环境.如果将用后的耐火材料经捡选、分类,实现循环利用,不仅可以节约国家耐火矿物资源,而且可以减少对环境的污染,同时可大大降低耐火材料生产成本及炼钢成本.为此,根据210 t钢包用后耐火材料资源特点,结合210 t钢包包沿用耐火材料应具备的特性:(1)耐1600 ℃以上的高温;(2)抗高碱度渣的侵蚀;(3)抗热震性好;(4)较高的强度.采用渣线废镁碳砖进行了210 t钢包包沿料的研制.应用表明,研制的包沿料的使用寿命与渣线MgO-C砖同步,满足了使用要求.     

21R(AlN多型体)结合镁质耐火材料的制备及性能研究

先以粒度≤1mm的电熔镁砂颗粒为骨料,以Al粉(纯度99%,粒度≤0.088mm)、活性SiO2微粉(w(SiO2)≥98.3%)和电熔镁砂细粉(≤0.088mm)为基质,保持骨料含量为65%,基质组成为35%不变,变动基质中SiO2微粉与Al粉总量分别占5%、10%、20%和30%,配制了四种不同设计量的21R(AlN多型体)结合镁质耐火材料试样,分别于1400℃、1500℃和1600℃保温3h氮化烧成。研究了材料的烧结性能、物相组成和显微结构。然后在此基础上,将上述配方中65%≤1mm的电熔镁砂骨料用40%3～1mm的电熔镁砂和25%≤1mm的电熔镁砂骨料替代,于1500℃氮化烧成后,研究了材料的抗热震性、抗铁水侵蚀性及抗渣渗透性。结果表明:(1)通过氮化反应可以直接制备21R(AlN多型体)结合镁质耐火材料;(2)21R(AlN多型体)的生成与实际反应温度和反应过程中的液相量有关,此过程中伴随着大量的尖晶石生成反应和一些气相反应;(3)经1500℃氮化处理制得的含21R(AlN多型体)的镁质耐火材料具有良好的抗热震性、抗铁水侵蚀性及抗渣渗透性。     

耐剥落性好的中间包用浇注料的开发

根据对中间包用浇注料损毁机理的分析，发现中间包包衬的剥落是由渣浸透而造成的，提高渣的粘度有助于抑制渣的浸透，增加浇注料中细硅粉添加量可以提高浸透渣的粘度。为此，开发了增加细硅粉添加量的中间包用浇注料。实际使用结果表明，大幅度减少中间包用浇注料的剥落，提高了使用寿命，减少了中间包的修补量，耐火材料费用指数也降低了35％。     

高铬耐火材料在熔渣气化炉中的剥落模式

在熔渣气化炉中,将煤转化成可燃烧洁净能源的可行性一直受到气化炉热面耐火材料使用寿命的制约。影响耐火材料使用寿命的最主要损毁机制是材料的剥落,无论是材料体积膨胀(受到压应力)或是体积收缩(受到拉应力)时都会产生剥落。对于高铬耐火材料的性能以及使用特性而言,在气化炉操作环境下,体积收缩是其损毁的基础模式。这种模式在适当情况下可以预测气化炉用耐火材料的使用寿命,如铬挥发并向表面扩散,熔渣从气孔和裂纹向材料内部渗透。     

宝钢高炉长寿命渣沟浇注料的研制和使用

随着高炉的大型化和冶炼的强化,渣铁量增加,渣铁温度提高,渣沟用耐火材料的使用环境日益恶劣.尤其是渣沟前端,由于受高温熔渣的冲刷,损毁更快,需采用高炉渣沟浇注料进行修补.宝钢高炉渣沟浇注料的寿命(通铁量)以前只有8万～10万t,且需频繁地进行热修补.随着宝钢高炉通铁量的提高,这种渣沟浇注料已满足不了现场的使用要求.为此,本工作研制了长寿命渣沟浇注料,其通铁量可达12万～14万t,与主沟寿命同步,且中途不需要热修补.     

耐火喷补料的形成工艺

炼钢、炼铜、炼铝和玻璃等行业对耐火材料使用条件要求比较苛刻 ,氧化铝质耐火材料由于具有良好的抗热震性 ,因而得到广泛的应用。利用陶瓷焊接喷补技术对氧化铝质耐火材料表面进行修补 ,可进一步提高耐火材料的使用寿命。陶瓷焊接喷补技术所用的混合物包括含氧化铝的耐火材料、金属易燃物和添加剂。含氧化铝的耐火材料从矾土 (Al2 O3·2H2 O)、莫来石 (3Al2 O3·2SiO2 )、烧结氧化铝 (Al2 O3)和镁铝尖晶石中选取 ;金属易燃物在混合物中的含量至少占 5% ,易燃物可以是金属铝、镁、锆、铬中的一种或几种 ,但金属铝至少占 3 0 % ;添加剂从…     

攀钢高炉铁沟材料粘渣机理研究

在冶炼矾钛磁铁矿过程中 ,高钛渣易于粘附在铁沟材料上是造成炉前工作量大 ,铁沟材料寿命短的主要原因。本文通过对粘附炉渣及铁沟材料残样进行研究后认为造成攀钢高炉铁沟材料粘渣的主要原因是 :( 1 )高钛渣自身熔化性温度高 ,易结晶 ;( 2 )耐火材料中氧化铝向渣中溶解 ,造成熔渣粘度增加 ;( 3)耐火材料与熔渣间反应生成高熔点物相 ,使得粘附熔渣很难重新溶解于渣中 ,而在铁沟材料上越积越厚。     

耐火材料使用中的保护措施

耐火材料的使用效果主要取决于耐火材料的质量和使用条件。多年来 ,耐火材料工作者一直致力于提高产品质量 ,基本上从两个方面着手 :( 1)改进耐火材料配方 ,从化学矿物组成的角度上发明或发现新的耐火材料 ;( 2 )加强工艺管理 ,提高制品的物理和使用性能。通过工艺因素提高制品的密度、抗侵蚀性及热震稳定性能 ,成效有限。可以说 ,大幅度提高耐火材料使用寿命比较困难。但是 ,从改善使用条件 ,加强耐火材料保护这个方向来提高耐火材料使用寿命 ,却收到了显著的效果 ,例如氧气转炉内衬寿命 ,只靠高质量的耐火材料 ,一般寿命在几百炉 ,多者千…     

含氮化物复合结合剂的莫来石刚玉耐火材料

耐火材料使用时在高温下侵蚀性因素(炉渣、金属、气氛)的影响下主要是结合剂受到损毁。因此,在耐火材料制造过程中最好对结合剂进行合成。该结合剂与金属、炉渣、碱类物质及其它试剂的相互作用应处于最低限度。 众所周知,碳化硅质、含赛隆的及氮化硅质耐火材料对炉渣熔融物、碱类物质及还原性气氛的作用具有较高的抵抗能力。因此,对下述     

刚玉-尖晶石浇注料在电炉钢包中的应用

为了探讨在电炉钢包包底工作层使用刚玉-尖晶石浇注料取代铝镁碳砖的可行性,对比了刚玉-尖晶石浇注料和铝镁碳砖的常规物理性能,分析了用后浇注料的组成和显微结构,以研究其损毁机制。结果表明:刚玉-尖晶石浇注料具有优异的抗渣、抗剥落性,熔损小,使用寿命长,安全性高等优点,能够满足电炉圆方坯生产线的冶炼工艺;其损毁主要由渣与耐火材料的反应引起,同时热应力和机械应力也起重要的作用。