转炉渣中钒、钛、铝氧化物对MgO-CaO材料的侵蚀影响

采用吸渣荷重变形法进行了V_2O_5、TiO_2与Al_2O_3含量不同的转炉初期渣对MgO-CaO材料的侵蚀实验。通过实验得出如下几点:(1)在转炉初期渣中,分别加入V_2O_5、TiO_2或Al_2O_3。氧化物时,其对MgO-CaO材料的侵蚀性大小次序为:TiO_2>Al_2O_3>V_2O_5。(2)V_2O_5、TiO_2与Al_2O_3在初期渣中同时存在与其分别存在相比,对MgO-CaO材料的侵蚀无显著增强或减弱。文中还根据含V_2O_5、TiO_2或Al_2O_3渣的粘度以及渣蚀后试样的显微镜观察,分析讨论了渣中V_2O_5、TiO_2和Al_2O_3对MgO-CaO材料的侵蚀行为。     

炉渣对氧气转炉炉衬的侵蚀

氧气转炉炼钢是目前炼钢中最主要的方法。耐火材料在使用中损毁的原因很多,其中最重要的是熔渣的侵蚀。炉渣对转炉炉衬的侵蚀及其机理是一个甚为复杂的过程,研究这一课题具有重要的现实意义。 本文试图从物理化学角度对此问题进行较为系统的综合分析与探讨,并提出一定看法,以便于进一步开展这方面的工作。     

氧气顶吹转炉渣中分相现象的研究

本文对首钢三十吨转炉炼钢过程中炉渣内出现的分相现象从显微结构研究角度作了阐述。指出炉渣在不同冶炼阶段取样所得样品内析晶产物之间存在着差别。炉渣对炉衬砖的侵蚀是同分相有密切关系的。文中论证了冶炼各阶段中炉渣内物相和显微结构变化的规律性,并讨论了分相对冶炼质量和对炉子使用寿命的影响。     

AOD炉衬MgO-CaO砖的侵蚀机理

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDAX)对AOD炉用镁钙砖的残砖进行了分析,探讨了炉衬镁钙砖的侵蚀机理。结果表明:AOD炉衬镁钙砖的蚀损主要是由硅酸盐液相的溶解和渗透引起的;在残砖反应带和原砖带之间形成的平行于工作面的横断裂纹,是加速镁钙砖损毁的重要因素。     

含硼炉渣对耐火材料的侵蚀

在碳管炉和中频感应炉上进行坩埚实验,研究了含硼炉渣对不同耐火材料的侵蚀.静态坩埚实验结果表明,碳化硅、石英和刚玉耐火材料的平均侵蚀厚度分别为0.52,1.03,1.40mm,刚玉耐火材料侵蚀最为严重,石英耐火材料有一定程度的侵蚀,但相对较轻,碳化硅耐火材料侵蚀很少;公斤级中频炉实验结果表明,含硼炉渣对石英坩埚侵蚀程度大于碳化硅坩埚.分析了直接合金化炼钢时含硼炉渣侵蚀耐火材料的机理,通过相图研究了不同种类的耐火材料抗炉渣侵蚀的能力,渣中配加氧化钙添加剂,可减缓炉渣对耐火材料的侵蚀.     

CeO_2对MgO-CaO材料性能的影响

以分析纯Mg(OH)2、Ca(OH)2为原料,按m(MgO)m(CaO)=75 25配料,并分别加入质量分数为0、0.5%、0.75%、1%的分析纯CeO2为掺杂剂,通过行星球磨机混合后机压成型,经1 650℃3 h热处理,制备了MgO-CaO材料。通过XRD、SEM及四探针高温电导率测定仪对试样进行了分析。结果表明:随CeO2掺入量的增大,试样的体积密度逐渐增大,显气孔率减小,致密化程度增强;在烧结致密化过程中,试样晶粒间的气孔逐渐减少,但MgO晶粒中的气孔逐渐增多,而CaO晶粒中未有气孔出现;CeO2的引入可增强试样的导电性能,其实质在于CeO2与CaO发生置换固溶,增大了Ca2+空位的浓度,有利于Ca2+的扩散。     

含TiO2高炉渣对Sialon结合SiC材料的侵蚀行为

实验考察了含TiO2 高炉渣对Sialon结合SiC耐火材料的侵蚀行为。结果发现 ,渣中TiO2含量仅为 1 .0 5%时 ,耐火材料中将形成Ti(C、N) ,并积聚于工作带 ,阻止熔渣的进一步侵入 ,从而延长了SiC材料的使用寿命     

钛酸钙加入量对MgO-CaO材料性能的影响

为了提高MgO-CaO砖在AOD炉中的使用寿命,以w(CaO)=20%的镁钙砂颗粒(粒度8~5、5~2、≤2 mm)和细粉(≤0.074 mm)为主要原料,石蜡为结合剂,添加w(CaTiO_3)=93%的钛酸钙细粉(≤0.074 mm,质量分数分别为0、2%、4%、6%、8%、10%、12%和14%),在液压机上以450 MPa压力压制成50 mm×55 mm的圆柱试样,在高温试验电炉中于1 500℃保温2 h烧成后,检测试样的显气孔率、体积密度、烧后线变化率、抗热震性能和抗渣性能。结果表明:随着钛酸钙细粉加入量的增加,试样的致密度、烧后线收缩率、常温耐压强度和抗热震性能等基本上都呈先增大后减小的变化趋势,拐点均在钛酸钙细粉加入量为8%(w)处;抗渣性能以钛酸钙加入质量分数为6%、8%的试样为最好。     

AOD炉渣对MgO-C砖的侵蚀机理研究

不锈钢生产主要采用氩氧精炼(AOD)炉冶炼工艺,本文探究AOD炉渣对钢包内衬用MgO-C砖的侵蚀机理,为提高钢包内衬用MgO-C砖的使用性能和服役寿命提供理论支撑。结合FactSage6.2软件、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)和能量色散光谱(EDS)等测试手段分析炉渣侵蚀后MgO-C砖的物相变化、显微结构和化学成分变化。结果表明,随着侵蚀反应的进行,方镁石逐渐被熔蚀,且逐步出现Ca₃MgSi₂O₈等低熔点物相,以及MgAl₂O₄等高熔点物相。AOD炉渣通过基质部分侵蚀渗透MgO-C砖,并与方镁石反应生成Ca₃MgSi₂O₈等低熔点物相,熔蚀方镁石;同时,方镁石边界处生成MgAl₂O₄,阻碍AOD炉渣对MgO-C砖的侵蚀渗透。     

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。     

富含MnO的不锈钢炉渣对MgO-C耐火材料的侵蚀

为了研究高Mn不锈钢生产中MnO对MgO-C砖的蚀损速度的影响,将MgO-C耐火材料试样暴露于不同含量的MnO(高达26%)炉渣中。用过砖的显微结构表明,在耐火材料和炉渣的表面出现了许多富含Mn的金属颗粒而且形成了(Mg,Mn)O的固溶体,但是并没有观察到由于炉渣中MnO含量高从而导致蚀损速度明显加快的现象。关于耐火材料的蚀损问题,炉渣中MgO的含量是主要因素。通过将实验结果和动态计算结合起来,讨论了蚀损过程。     

TiO_2、ZrO_2加入量和煅烧温度对MgO-CaO系材料物相的影响

以粒度≤0.045 mm、w(CaO)=57.17%、w(MgO)=41.66%的轻烧白云石为主要原料,添加粒度≤0.018 mm的二氧化钛粉和二氧化锆粉,研究了TiO_2和ZrO_2加入量和煅烧温度对MgO-CaO系材料物相的影响。结果表明:轻烧白云石中加入添加剂后,对镁钙系耐火材料的物相产生了影响,TiO_2和ZrO_2均可以与材料中的CaO反应生成新物相,单独添加TiO_2生成新物相CaTiO_3;单独添加ZrO_2生成新物相CaZrO_3;复合添加TiO_2和ZrO_2生成新物相CaTiO_3和CaZrO_3;另外,温度对试样的物相组成没有影响,即在添加剂相同的试样中提高煅烧温度没有出现新的物相,但物相的形貌发生了显著的变化。     

含TiO2高炉渣对Sialon结合SiC材料的侵蚀行为

实验考察了含TiO     

Al粉加入量对树脂结合MgO-CaO材料性能的影响

以烧结镁钙砂、电熔镁砂和铝粉为原料,热塑性无水树脂为结合剂,混练后在180 MPa压力下成型,经200℃12 h烘烤后,制备了树脂结合MgO-CaO材料试样,并研究了Al粉加入量(质量分数分别为0、2%、4%、6%)对试样的常温物理性能、高温抗折强度和抗热震性的影响及其与物相组成和显微结构的关系。结果表明:加入Al粉后,试样的高温抗折强度(1400℃)显著提高,从未加Al粉时的5.6 MPa提高到17.7~31.6 MPa;抗热震性保持较好的水平,1100℃风冷3次后的抗折强度保持率为66%~88%。这类材料具有良好高温力学性能的原因为:试样中Al粉在埋焦炭加热过程中与C和N2反应,原位生成的AlN和Al4C3填充、穿插在方镁石或方钙石结构中,起到增强、增韧的作用,提高了材料的高温力学性能。     

复合型添加剂LaCrO_3对MgO-CaO材料抗水化性能的影响

将分析纯CaO、MgO、LaCrO3分别粉磨至粒度≤74μm,CaO与MgO按质量比1 1混合,然后分别外加质量分数为0.6%、0.8%、1%、1.5%、2%、3%的LaCrO3,再分别于1 500、1 530和1 550℃保温3 h煅烧制成CaO质量分数为50%的合成MgO-CaO(镁钙)质耐火材料。通过对试样水化质量增加率的测定并结合XRD、SEM和EDS分析,研究了LaCrO3对合成镁钙质材料抗水化性能和结晶特性的影响。结果表明:LaCrO3加入质量分数≤1%时可以明显提高MgO-CaO材料的抗水化性,煅烧温度为1 550℃时,水化质量增加率最低,仅为0.183%。LaCrO3对MgO-CaO材料中CaO晶粒的生长有促进作用,而对MgO晶粒的生长促进影响甚微;Cr2O3与CaO在高温下生成了CaO.Cr2O3,能够促进烧结,同时包裹在CaO晶粒表面进一步减少了CaO与水接触的机会,从而提高了镁钙质耐火材料的抗水化性能。     

抗水化型MgO-CaO材料烧结性研究

研究低杂质高钙型菱镁矿在不同试验条件下的烧结情况，试验证明：煅烧温度以及粉料的细度对烧结性能有较明显影响，而同一煅烧温度下烧结活化剂对烧结性影响不大；烧结后的试样由于具有直接结合的稳定性和连续基体相的存在具有良好的抗水化性。     

LaCrO3对MgO-CaO材料的结晶及抗水化性能的影响

镁钙系耐火材料是冶炼洁净钢的一种优良耐火材料,但由于其易水化的问题严重限制了它的应用.本文以含50wt%CaO的MgO-CaO砂为对象,研究了添加LaCrO3对其抗水化性能和结晶特性的影响.结果表明:LaCrO3可明显地提高镁钙系材料的抗水化性能,其最佳加入量为1%.由试样断面的电镜扫描分析可知,LaCrO3可以有选择性的促进MgO-CaO质材料中CaO晶粒的生长.