水煤浆加压气化炉用Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖的损毁模式

详细分析了陕西渭河煤化工集团有限责任公司的德士古(Texaco)水煤浆加压气化炉用Cr2O3-Al2O3-ZtO2砖的损毁模式及影响因素,并提出了降低耐火砖损毁的方法.认为块状剥落、烧蚀损伤、冲蚀损伤和机械损坏是造成耐火砖损毁的主要原因;提高耐火砖自身的抗侵蚀能力,改善炉衬砌筑结构和炉内工况气氛,控制适当的炉渣特性,以及采用正确的修理维护方法,是提高德士古水煤浆加压气化炉用Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖使用寿命的主要途径.经过几年的反复试验和技术改进,特别是采用中钢集团洛阳耐火材料研究院生产的Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖后,渭河煤化工集团有限责任公司的德士古水煤浆加压气化炉用Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖的使用寿命已从原设计的8000 h提高到现在的23000 h.     

不锈钢表面SiO2-ZrO2-Al2O3-Cr2O3陶瓷涂层性能的研究

将氧氯化锆、正硅酸乙脂、无水乙醇3种物质按物质的量比135放进烧杯搅拌均匀后,再放进微波炉加热10s取出,得到SiO2-ZrO2溶胶。然后,将100mL氨水、50mL硝酸铝溶液和50mL硝酸铬溶液混合均匀后,放进微波炉加热1min后取出,即制得Al2O3-Cr2O3溶胶。取SiO2-ZrO2溶胶和Al2O3-Cr2O3溶胶按n(SiO2)n(ZrO2)n(Al2O3)n(Cr2O3)=6211混合,搅拌2h,得到SiO2-ZrO2-Al2O3-Cr2O3复合溶胶。将打磨、除锈、除油处理后的不锈钢基体浸入SiO2-ZrO2-Al2O3-Cr2O3溶胶一定时间后,以浸渍提拉法得到均匀的溶胶涂层,真空干燥48h,经700℃热处理1h后便可得到SiO2-ZrO2-Al2O3-Cr2O3复合陶瓷涂层。采用XRD、IR和SEM对不同条件热处理的复合陶瓷涂层的物相组成、表面形貌进行分析,并对复合陶瓷涂层的性能进行了研究。结果表明(1)SiO2-ZrO2-Al2O3-Cr2O3复合溶胶热处理后为非晶态材料,且在凝胶中形成了三维的硅氧四面体网络骨架;(2)涂层试样不出现龟裂或脱落的循环次数(900℃,空冷)在15~30次范围内,涂层的抗热震性较好;(3)在700℃热处理1h条件下,涂层单位面积的质量损失最小,具有较好的抗腐蚀性;(4)有涂层试样较无涂层试样的氧化速率低,且以3次涂膜的氧化速率最低;涂层由粒径为2~3μm左右的微粒组成,涂层较致密,抗氧化性较好;(5)有涂层试样的耐磨性均优于无涂层试样,有涂层试样的以3次涂膜的耐磨性最好。     

危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖抗渣侵蚀性及六价铬形成研究

Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖具有较优良的抗渣侵蚀性能和力学性能,被作为内衬材料应用于危废垃圾焚烧炉.然而,危废垃圾来源广,成分复杂,其焚烧所产生的渣对砖的侵蚀程度及机理也必然不同.此外,砖中的Cr2O3在高温下可能氧化为含Cr(Ⅵ)的有害物质.为此,通过静态抗渣实验研究了四种不同组成危废灰渣对Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的侵蚀过程及机理,并通过浸出实验研究了熔渣对砖中Cr(Ⅵ)形成的影响.结果 表明:不同渣对Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的侵蚀程度及机理各不相同.高钙渣A侵蚀过程中,生成了高熔点的CA6、Ca2Al2SiO7和Ca2SiO4相,在一定程度上减缓了渣的侵蚀速度,砖体表现出最好的抗侵蚀性.高铁渣D侵蚀过程中生成熔点较低的CaFe2O4相,加之砖中Al2O3在Fe2O3-SiO2渣中的溶解度较高,因此高铁渣D对砖体的侵蚀程度最严重.高硅渣B和C侵蚀过程中主要生成钙铝黄长石新相,渣对砖体的侵蚀程度居中.不同的渣侵蚀后,渗透层中的Cr(Ⅵ)含量均增加,且渣的组成对Cr(Ⅵ)含量影响较大.由于CaO能显著促进Cr(Ⅲ)氧化为Cr(Ⅵ),高钙渣A侵蚀后,渗透层中的Cr(Ⅵ)含量最高,为84.7 mg/kg.SiO2可优先与CaO和Na2O等碱金属氧化物反应生成稳定化合物,高硅渣B和C侵蚀后,渗透层中的Cr(Ⅵ)含量较低,分别为9.9 mg/kg和13.6 mg/kg.对于高铁渣D,浸出过程会有含Cr(Ⅵ)的水化相(3CaO· Al2O3·CaCrO4·nH2O)形成,降低了Cr(Ⅵ)的浸出能力.     

Cr2O3-ZrO2材料的烧结及抗热震性研究

应用复合覆盖剂方法研究了Cr2O3-ZrO2材料在还原性气氛下的烧结和抗热震性.结果发现Cr2O3-ZrO2材料的烧结完全取决于Cr2O3的烧结;Cr2O3和ZrO2构成复合材料之后,可使其抗热震性明显提高.     

溶胶-凝胶法制备不锈钢表面SiO2-TiO2-Al2O3-ZrO2涂层

在乙醇中,分别以盐酸、醋酸为催化剂,以正硅酸乙酯、钛酸正丁酯、硝酸铝、氧氯化锆为金属醇盐前躯体,通过分步水解法制备了SiO2-TiO2-Al2O3-ZrO2复合溶胶,利用浸渍法将陈化后的复合溶胶涂覆到不锈钢表面制得透明的复合涂层。对SiO2-TiO2-Al2O3-ZrO2复合涂层进行了差热分析(DTA)、失重分析(TG)、红外光谱(IR)、X射线衍射分析(XRD)以及耐HCl、CuSO4和FeCl3溶液浸泡腐蚀实验。结果表明,涂层中存在TiO、SiO、AlO键的氧化物网状结构,其XRD图中出现了锐钛矿和板钛矿的相结构。该涂层致密,具有良好的耐蚀性能。     

α-Al2O3纳米粉对高纯刚玉砖烧结性能的影响

研究了在刚玉砖基质中分别引入0.5%,1%,2%和3%的α-Al2O3纳米粉及分别引入4%,8%和12%的α-Al2O3微粉时对高纯刚玉砖烧结性能的影响.检测试样于1100℃、1300℃、1400℃、1500℃、1600℃和1700℃保温5 h热处理后的体积密度和强度,并用扫描电镜观察其显微结构.结果表明同时加入α-Al2O3纳米粉和α-Al2O3微粉可以促进固相烧结,改善制品烧结性能,使烧结温度降低200～400℃;当α-Al2O3纳米粉加入量为1%～2%,α-Al2O3微粉加入量为4%～8%时,烧结温度可降到1400～1500℃,此时,试样的体积密度和强度达到最佳值.其烧结机理是以扩散传质为主的固相烧结.     

水泥窑用MgO-MgAl2O4-ZrO2-La2O3复合耐火材料的研究

根据耐火材料和水泥熟料的反应机理,找到一种既可阻止窑皮中C2S相变,又不损害镁铝质耐火材料的高温性能的添加物,开发了一种基于MgO-MgAl2O4-ZrO2-La2O3体系的新型复合耐火材料。该材料具有优异的耐火性能、抗热震性能、挂窑皮性能、抗侵蚀性能和较高的机械强度,是一种替代镁铬砖的理想材料,适用于水泥窑烧成带。     

电场对CaO-SiO2-Al2O3熔渣的结构调控

针对硅中硼难去除的问题,从熔渣结构层面进行研究,通过观察熔渣不同部位在不同电场条件下熔渣结构的变化,分析不同电场条件下高温骤冷所得熔渣结构变化,探索引入电场对熔渣结构影响。结果表明,引入电场会引起熔渣中离子定向移动与重新分配,改变熔渣结构。熔渣上部结构在电场作用下解聚更彻底,远离渣金界面处熔渣结构变化较小。电场增强有利于熔渣解聚,电场强度达10 V时,熔渣中结构单元会转变为聚合度更低的Q0结构单元。熔渣上部结构对电场变化更敏感,电场改变,熔渣下部结构变化较小。     

液相法制备棒状Al2O3及Al2O3-ZrO2陶瓷复合粉体

采用二乙三胺五乙酸（DTPA）为配合剂,以简易的液相法合成出微纳米纤维状Al和Al-Zr前体,煅烧处理制备了棒状α-Al₂O₃和Al₂O₃-ZrO₂复合陶瓷粉体。同时研究了DPTA∶Al³⁺质量比、反应温度与时间对陶瓷粉体形态的影响。利用X射线衍射（XRD）、热分析（TG/DSC）以及扫描电子显微镜（SEM）对粉体进行了表征。结果表明：较高的DTPA∶Al³⁺质量比以及较长的反应时间有利于制备高长径比的纤维棒状Al和Al-Zr配合物前体。合成纳米纤维状α-Al₂O₃和Al₂O₃-ZrO₂前体的最优条件是反应温度60℃,反应时间5.5h,DTPA∶Al³⁺比例为1.2∶1。相应地,该前体煅烧后可以制备出棒状α-Al₂O₃和Al₂O₃-ZrO₂复合陶瓷粉体。     

Al2O3-SiO2-ZrO2-TiO2溶胶的制备与研究复合

以硝酸铝、正硅酸乙酯、氧氯化锆、钛酸丁酯为前驱体，水和无水乙醇为溶剂，用溶胶-凝胶法制备适合涂膜的复合溶胶。     

水煤浆气化炉用Cr2O3-ZrO2-Al2O3砖的蚀变过程

利用扫描电镜及能谱仪对水煤浆气化炉用进口铬锆铝砖的蚀变过程进行了显微观察与分析.结果表明此砖在水煤浆气化炉环境条件下的侵蚀主要由熔渣中的SiO2、CaO和P2O5引起;Cr2O3对这种渣蚀表现出很强的化学惰性,溶蚀很小,其使用过程中的主要变化是高温蒸发和在砖内蚀变液相作用下的溶蚀、溶析;而氧化锆蚀变生成的系列产物不仅在蚀变初期有利于保持砖结构致密,并且对蚀变后期基质连续网络结构的形成和保持也起了重要的作用.     

The effect of Al content on the wettability between liquid iron and MgOAl2O3 binary substrate

In the present study, the wettability between liquid iron with two different Al contents and MgOAl₂O₃ binary substrates was studied in reducing atmosphere. The contact angles between liquid iron with 18?ppm Al and MgO, MgO·Al₂O₃, Al₂O₃ were 133.5°, 113.7°, 126.9° respectively. With the variation of the substrate composition, the contact angles for the intermediate binary phases of the three components (MgO, MgO·Al₂O₃, Al₂O₃) obeyed the Cassie theory. In the experiment using iron with 370?ppm Al, all the contact angles were higher than that using low Al-containing iron. The surface of the iron drop was covered with an oxide layer, which mainly consisted of many small particles. With the variation of the substrate gradually from MgO to Al₂O₃, the composition of the oxide layer changed from MgO·Al₂O₃ to CaOAl₂O₃. The formation of the oxide layer prevented the spreading of liquid iron, leading to the increase of the contact angle.     

炉渣和粉煤灰制备免烧砖的工艺设计及效益分析

为了实现贵州某电厂炉渣和粉煤灰的资源化利用,对贵州某电厂的炉渣和粉煤灰制备免烧砖的工艺进行了设计,并进行了效益分析,为该地区电厂炉渣和粉煤灰的资源化利用提供了参考。     

电石渣和粉煤灰的综合利用

指出利用电石渣和粉煤灰生产水泥和制砖是处理工业废渣的最好途径。具体介绍了新型干法生产水泥的工艺及灰渣砖生产工艺。给出了具体的工艺流程简图。     

烧成与使用气氛对磷酸盐结合铬铝锆砖结构与性能的影响

首先研究了在空气中和埋炭条件下烧成时磷酸盐结合铬铝锆试样结构与性能的变化,然后探讨了在模拟使用气氛中二次处理后试样性能的变化,比较了空气中和模拟使用气氛下试样的抗侵蚀性能并分析了现场使用后铬铝锆砖的显微结构。结果表明:烧成气氛对磷酸盐结合铬铝锆砖结构与性能影响显著。空气中烧成时,磷酸盐能与氧化铬和氧化铝形成复合固溶体,提升材料的强度。埋炭条件烧成时,磷酸盐和部分氧化铬发生还原反应并生成一定量气相物质,材料基质中气孔数量和孔径明显增加,影响了氧化铬骨料与基质的结合,降低了材料的结合强度。使用过程中,铬铝锆砖边缘的磷酸盐和部分氧化铬在还原气氛下也会发生还原反应,使边缘的气孔数量及孔径明显增加,其抗侵蚀性能明显低于在空气中的抗侵蚀性能。     

铝铬砖和镁铬砖抗艾萨炉炉渣蚀损的模拟研究

采用回转抗渣法模拟研究了试验温度、保温时间和熔渣加入量等因素对铝铬砖和镁铬砖抗艾萨炉炉渣侵蚀能力的影响。用SEM、EDAX及XRD等方法,对抗渣试样的显微结构和矿物组成进行了分析研究。结果表明:随着侵蚀温度的升高、保温时间的延长及炉渣加入量的增加,铝铬砖和镁铬砖的侵蚀面积增大;熔渣渗入铝铬砖后,形成铁铝尖晶石和铁铬尖晶石保护层,阻止了熔渣的侵蚀;三种耐火材料抗艾萨炉炉渣侵蚀能力由强到弱为:铝铬砖>电熔再结合镁铬砖>直接结合镁铬砖。     

采用含B2O3防氧化涂料提高MgO-C砖抗LF粉化渣侵蚀的研究

提高LF炉渣线部位MgO-C砖使用寿命的关键在于防止LF渣粉化并在MgO-C砖表面形成挂渣层.本试验采用静态坩埚法研究了含B2O3的防氧化涂料对MgO-C砖抗LF粉化渣侵蚀的影响,并与未喷涂防氧化涂料的MgO-C砖进行了对比试验.结果表明防氧化涂料中的部分B2O3溶入渣中,增加了渣的粘度,并与渣中的α'-C2S形成固溶体,有效地抑制了LF渣的粉化,并在MgO-C砖上形成挂渣保护层,因而提高了LF炉渣线部位MgO-C砖的抗LF粉化渣侵蚀的能力.