大型精炼钢包用刚玉-尖晶石质透气砖的研制与使用

为满足大型精炼钢包对透气砖的要求,通过配方优化、高温烧成等技术手段,成功开发了性能和使用效果优于传统铬刚玉质透气砖的刚玉-尖晶石质透气砖。该透气砖以板状刚玉为颗粒料,以电熔白刚玉为细粉,并加入6%纯铝酸钙水泥、5%活性α-Al_2O_3微粉和8%尖晶石,另外加入适量氧化铬和减水剂,经振动成型、干燥后于1500℃保温3h以上烧成。该透气砖在大型精炼钢包上使用,取得了满意的使用效果。     

精炼钢包用透气砖的研究进展与发展方向

总结了精炼钢包用透气砖的损毁原因和现用刚玉-尖晶石透气砖在改善抗热震性方面的研究新进展;介绍了非氧化物结合刚玉质透气砖的研究结果和在精炼钢包上的使用情况,提出了透气砖的研究和发展方向。     

基质对刚玉透气砖抗渣性能的影响

透气砖在使用过程中,由于渣的渗透和侵蚀形成变质层,在热应力作用下变质层剥落影响使用寿命。研究了不同基质体系对刚玉质透气砖抗渣性的影响,并探讨了其抗渣机理。在基质中添加CeO和尖晶石能显著提高其抗渣性。添加适量尖晶石效果最好,其原因是在与渣的反应层表面形成尖晶石致密层,阻止了渣的渗透。     

钢包底吹用刚玉-尖晶石透气砖

对钢包底吹用经振动成型并烧成后的刚玉-尖晶石透气砖的组成改变的研究结果进行了研究,引入富铝尖晶石[m（Al2O3）：m（MgO）=85：15]的刚玉-尖晶石透气砖的抗渣性比引入接近化学计量比的镁铝尖晶石的透气砖的抗渣性提高了2．5倍。该高级刚玉-尖晶石透气砖在乌克兰4家冶金公司使用,使用结果表明,透气砖的使用寿命显著提高。     

电熔镁砂加入量对钢包用铝镁质透气砖性能的影响

为了实现钢包用透气砖的无铬化,以板状刚玉(6～3、3～1、≤1mm)为骨料,板状刚玉细粉(≤0.044mm)、α-Al2O3微粉(≤5μm,d50=2.01μm)、镁铝尖晶石细粉(≤0.044mm)、电熔镁砂细粉(≤0.044mm)为基质,以纯铝酸盐水泥为结合剂,将骨料和基质的质量比固定为70:30,通过研究电熔镁砂细粉加入量(其质量分数1％、2％、3％、4％、5％)对铝镁质透气砖性能的影响,研制了铝镁质透气砖,与铬刚玉质透气砖的性能进行了对比.结果表明:加入质量分数2％的电熔镁砂细粉,试样的力学性能提高,抗热震性增强;进一步增大电熔镁砂细粉的加入量,由于原位镁铝尖晶石的生成量过多,微裂纹发展成为破坏性裂纹,试样的强度急剧降低,体积密度下降,试样的加热永久线变化增大,抗热震性先增强后减小,高温抗折强度下降.通过铬刚玉质透气砖和铝镁质透气砖性能及现场试用情况的对比,认为铝镁质透气砖可代替铬刚玉质透气砖使用,实现透气砖的无铬化.     

不烧铝尖晶石钢包砖的研究

研究了不烧铝尖晶石钢包砖的结合剂、基质组成及相变化,提出了基质中相组成的计算公式。生产的不烧铝尖晶石钢包砖,在钢包渣线部位使用,取得了较好的使用效果。     

添加Cr2O3对不烧铝镁砖性能的影响

钢包包衬渣线部位需要使用具有优异抗侵蚀性的材料,一般使用镁碳砖。象镁尖晶石砖、镁铬砖等无碳碱性耐火材料也偶尔应用在钢包上,以阻止钢水增碳。这些无碳碱性砖抗渣渗透性差,这导致其结构剥落;然而,它们的抗渣侵蚀性好。作为典型无碳砖的不烧铝尖晶石砖在使用过程中原位形     

钢包精炼渣对不同MgO基耐火材料的侵蚀研究

利用感应熔炼炉研究了低碱度钢包精炼渣对钢包渣线部位常用的3种MgO基耐火材料(镁碳、镁碳化硅、镁尖晶石)的侵蚀,同时利用黏度试验研究了耐火材料的基质组分与熔渣混合后形成新渣相的黏度变化。研究结果表明:1)低碱度炉渣在与MgO基耐火材料中的MgO接触过程中会形成低熔点物相钙镁橄榄石(CMS),与镁铝尖晶石接触会促进钙铝黄长石(C2AS)的生成而使渣黏度增加,处于熔渣区域的SiC被氧化成SiO2而提高渣的黏度。2)熔渣对耐火材料的侵蚀程度取决于熔渣和耐火材料之间的润湿情况,熔渣黏度的增加只是在一定程度上缓解了熔渣对耐火材料的侵蚀,反应层的耐火材料在钢水和熔渣的冲刷下仍会流失到熔渣中去。     

无碳刚玉-尖晶石不烧钢包砖的研制与应用

为了满足低碳钢和超低碳钢的冶炼需要,以刚玉、电熔镁砂、活性复合尖晶石微粉等为主要原料,SiO2微粉和卤水为结合剂,研制了钢包用机压无碳刚玉-尖晶石不烧砖。性能检测结果表明,研制的无碳钢包不烧砖比现用镁铝碳不烧钢包砖具有更好的物理性能和抗热震性,而且当无碳钢包砖中镁砂与活性复合尖晶石微粉的加入质量分数分别为4%和20%时,研制砖的性能最佳;生产应用结果表明,无碳钢包砖在攀钢120 t钢包上使用寿命达140炉,比现用镁铝碳钢包不烧砖的提高30炉以上,并能减少对钢水的增碳作用,降低钢包外壳温度。     

高铝硅钢渣系物性对钢包衬粘渣的影响

本文研究了高铝硅钢炉渣的熔化温度、物相组成、钢包残砖粘渣层物相结构,探讨了钢包粘渣机理.结果表明,刚玉包衬发生粘渣是因为碱度2左右的CaO-SiO2-MgO-Al2O3系炉渣的熔化温度过高、粘度过大,在浇铸温度下易析出高熔点的镁铝尖晶石.提高炉渣碱度可减少甚至避免镁铝尖晶石析出,进而显著降低高铝渣熔化温度.防止钢包粘渣的合理渣系为:碱度CaO/SiO2在3～8范围,Al2O3含量在25％～40％,MgO含量在10％以下.     

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.     

供气元件在炼钢工艺中的应用

对炼钢生产的整个过程中使用的供气元件进行了全面介绍。由于使用条件不同 ,各工艺使用的供气元件的种类、结构、材质等也呈现不同的特点 :目前转炉底吹用透气砖多为镁炭质高压成型分段组合式透气砖 ,以满足高寿命要求 ;电炉底吹系统存在直接搅拌与间接搅拌两种形式 ;供气元件在钢包中的应用最广泛 ,为铬刚玉质和刚玉 -尖晶石质及非氧化物结合刚玉质狭缝型或芯板组装式透气砖。此外 ,供气元件在中间包、鱼雷罐车及连铸水口上的应用也日趋广泛 ,并将随着钢铁工业技术的进步得到更广泛的应用     

添加铝铬渣对刚玉-尖晶石浇注料性能的影响

为拓展铝铬渣的资源化利用途径及降低产品的成本,以铝铬渣取代常规刚玉-尖晶石浇注料中的烧结刚玉,研究了铝铬渣添加量(加入质量分数分别为0、10%、20%、30%、40%和50%)对刚玉-尖晶石浇注料性能的影响,并用其制成整体型透气砖在210 t精炼钢包上进行了工业应用试验。结果表明:1)随着铝铬渣添加量的增加,1 550℃烧后试样的显气孔率和体积密度及耐压强度变化不大,常温抗折强度有所降低,加热永久线变化率逐渐变大,加入30%(w)铝铬渣可以提高试样的高温抗折强度,因此,加入30%(w)铝铬渣试样的综合性能最佳;2)含30%(w)铝铬渣的透气座砖能够完全取代常规产品,透气芯也能够满足现场冶炼需要,但损耗速率略高于常规产品。     

HIsmelt工艺熔融还原炉用耐火材料的抗侵蚀性研究

为促进HIsmelt工艺的进一步发展和应用，根据HIsmelt工艺熔融还原炉(SRV)的特点，利用静态坩埚法对比研究了SRV渣在1 500℃下对铬刚玉砖、微孔刚玉-莫来石砖、刚玉-莫来石砖、刚玉-尖晶石砖的侵蚀。结果表明：1)铬刚玉砖抗SRV渣渗透侵蚀能力最强，因为FeO与铬刚玉砖中的Al₂O₃和Cr₂O₃反应生成高熔点物，抑制炉渣的渗透和侵蚀。2)微孔刚玉-莫来石砖中镁铝尖晶石与钙铝黄长石的生成在侵蚀层形成保护层，阻止SRV渣的渗透侵蚀，在3种无铬材料中，表现出最优的抗侵蚀性。3)刚玉-莫来石砖中由于大量钙长石的形成产生的缝隙造成渣的不断渗入，使得熔渣对砖的侵蚀较严重。4)刚玉-尖晶石砖中原位生成粒径小、活性高的尖晶石晶粒，能有效吸收熔渣中的铁离子形成镁铝铁复合尖晶石，阻挡SRV渣的侵蚀。     

含钛高炉渣还原提取钛硅合金后尾渣制备钙长石-尖晶石轻质多孔材料研究

以含钛高炉渣提取硅钛合金后的尾渣为主要原料,采用发泡法制备了钙长石-尖晶石质轻质多孔材料.研究了尾渣的物相组成,尾渣和朔州土及石英加入量、发泡剂、促凝剂、稳定剂、煅烧温度等工艺参数对材料物相组成、气孔率、体积密度以及孔径分布等性能的影响.结果表明:提取硅钛合金后尾渣的主要物相为铝酸一钙(CA)、二铝酸一钙(CA2)、镁铝尖晶石(MA)以及少量钙铝黄长石(C2AS);多孔轻质材料的主晶相为钙长石,含有少量镁铝尖晶石;多孔轻质材料的显气孔率可以稳定控制在75％左右,体积密度控制在0.35～0.85 g/cm3之间;适宜的烧成制度为1300℃×3h.     

添加铝铬渣的钢包水口座砖的研制和应用

为降低钢包水口座砖的生产成本,在0#浇注料配方(w):电熔白刚玉骨料70%、电熔白刚玉细粉10%、α-Al2O3微粉+镁铝尖晶石+氧化铬微粉15%、铝酸钙水泥5%的基础上,以等粒度铝铬渣骨料全部取代电熔白刚玉骨料(1#配方),再在1#配方的基础上以铝铬渣细粉全部取代电熔白刚玉细粉(2#配方),配制成3种浇注料,经搅拌、振动浇注成型、养护、干燥以及1 100和1 550℃热处理后,检测试样的体积密度、强度、抗热震性和抗侵蚀性等性能。结果表明:1)110℃烘干后,与0#试样相比,1#试样的体积密度变化不大,显气孔率略有升高,抗折强度略有降低,耐压强度显著提高;而2#试样的各项性能均有不同程度的下降。2)1 100和1 550℃热处理后,1#试样的各项性能指标均有比较明显的改善,高温抗折强度明显提高,抗渣侵蚀性优良,但抗热震性下降;而2#试样除高温抗折强度外其余各项性能下降明显。按综合性能最佳的1#配方制备的钢包水口上座砖在某钢厂60 t钢包上使用,1次寿命达80~90炉次,修补后寿命达110~120炉次,与钢包寿命同步。     

焦炉蓄热室黏土格子砖的蚀变研究

采用SEM、FESEM、EDS和XRD研究了两种焦炉蓄热室用后格子砖的显微结构变化。结果表明,侵蚀介质的主要组分是铁氧化物,在渣蚀层表面生成铁铝尖晶石固溶体、纳米级赤铁矿微粒、复杂组成的硅酸盐和玻璃相。渗透带和未变带呈现气孔均匀分布的显微结构,不同砖种的侵蚀行为各异。     

新型水口座砖的研制与应用

１　前言为了提高生产效率，降低成本，很多钢厂都在改进钢包内衬，钢包寿命也在逐步提高。但是，同时也出现了一些问题，比较突出的就是水口座砖不能与钢包内衬同步。为此，我们研制生产了一种新型水口座砖，该砖具有强度高，耐冲刷，热震稳定性好等特性，获得了理想的使用效果。２　研制过程２．１　原料选择试验原料选用电熔镁砂、烧结尖晶石和鳞片状石墨，以酚醛树脂为结合剂，外加复合添加剂。其中主要原料的化学组成（％）为：电熔镁砂ＭｇＯ９８．１，ＣａＯ１．５，ＳｉＯ２１．２；烧结尖晶石Ａｌ２Ｏ３６５．６，ＭｇＯ３１．４；…     

水煤浆气化炉用氧化铬砖的显微结构研究

为了更深入地研究水煤浆气化炉用再结合法氧化铬砖的蚀损机制,利用X-Ray荧光仪、场发射扫描电镜和能谱仪研究了使用前后砖样的化学组成和显微结构。原砖是用电熔氧化铬颗粒、氧化铝粉和氧化锆粉经高温烧结制成的,在氧化铬颗粒和氧化铝之间通过固相反应形成(Al2-x,Crx)O_3固溶体;用后残砖的显微结构表征为工作表面形成显量的Al_2O_3-SiO_2-CaO-FeO系玻璃相,反应层的主要反应产物是尖晶石固溶体和一些硅酸盐。砖的蚀损机制主要是液体熔渣冲蚀了工作面上的晶间和粒间结合。     

粒化高炉矿渣的微观结构和物相分析

以梅山矿渣为研究载体,运用现代分析手段,研究了粒化高炉矿渣玻璃体的矿物组成和微观结构。研究结果表明:梅山矿渣玻璃体中潜在矿相为钙铝黄长石、少量的镁蔷薇辉石,不存在通常认为的β-C2S;玻璃体中的硅铝骨架并不是处于网状结构中,而是处于双四面体岛状结构中;核磁分析证实梅山矿渣中29Si处于Q1的环境中;该矿渣玻璃体中铝的配位数是4。