危废处置回转窑用典型耐火材料抗熔渣侵蚀性能研究

对比了危废处置回转窑用几种典型耐火材料铬锆刚玉50砖、铬锆刚玉30砖、铬刚玉砖、高铝砖、刚玉莫来石砖和铝铬碳化硅砖分别在1100和1300℃的抗熔渣侵蚀性能.结果表明:1)在1100℃侵蚀试验后,6组试样均表现出较好的抗侵蚀性能和抗渗透性能,试验后坩埚内都残留了大量熔渣.2)在1300℃侵蚀试验后,6组试样的熔渣侵蚀和...     

山东君道高温材料有限公司

正一、刚玉、刚玉莫来石砖系列:莫来石砖(MUSB-70),高纯再结合电熔莫来石砖(MUSB-75),高性能莫来石砖(MUSB-77.7),莫来石刚玉砖(MUCO-80),莫来石刚玉砖(MUCO-85),高致密刚玉砖(COHD-95),烧结刚玉砖(COSB-95),高纯低硅刚玉砖(COHP-99)二、高纯镁铝尖晶石砖、高纯镁砖、镁锆砖系列:高纯镁铝尖晶石砖(MAS-70)主要用于全氧重碱窑大碹,胸墙,玻璃熔窑蓄热室格子体中上部,具有天然的抗碱性。高纯镁铝尖晶石刚玉砖(MAS-80),含锆镁铝尖晶石砖(MAS-68.8),镁锆砖(AMZ-76),高纯镁砖(SMA-96),高纯镁砖(SMA-98),高纯镁砖(SMA-99)     

不同碱度渣对刚玉-尖晶石浇注料的侵蚀行为研究

浇注料的抗渣侵蚀性能与钢渣的碱度密切相关。以烧结刚玉、缺陷尖晶石微粉、活性α-Al₂O₃微粉、电熔镁砂细粉和铝酸钙水泥(Secar71)为主要原料,制备了刚玉-尖晶石浇注料,采用静态坩埚法于1 600℃保温3 h进行抗渣试验,并用热力学模拟计算了液相量和液相组成,研究了刚玉-尖晶石浇注料对3种不同碱度渣(1.6、2.3和7.6)的抗渣侵蚀性能。结果表明：刚玉-尖晶石浇注料在高碱度渣中溶解能力有限,在熔渣-耐火材料界面极易形成尖晶石固溶体和六铝酸钙等高熔点物相,形成致密层阻挡熔渣渗透和侵蚀。而其在低碱度渣中溶解度较高,在浇注料-熔渣达到较高反应程度时,才开始形成尖晶石固溶体和六铝酸钙等高温相,无法形成有效的致密层阻止熔渣对浇注料的侵蚀和渗透。因此,刚玉-尖晶石浇注料对高碱度渣抗渣侵蚀能力较强,对低碱度渣抗渣侵蚀能力较弱。     

Al2O3-MgAl2O4复相骨料对刚玉-尖晶石浇注料抗渣性能的影响

为研究Al₂O₃-MgAl₂O₄复相骨料对刚玉-尖晶石浇注料抗渣性能的影响,在基质中添加与不添加尖晶石细粉的2种情况下,分别以板状刚玉骨料和Al₂O₃-MgAl₂O₄复相骨料制备了刚玉-尖晶石浇注料。先利用FactSage反应热力学软件计算了1 600℃时板状刚玉和Al₂O₃-MgAl₂O₄复相骨料与熔渣之间的反应热力学,并采用浸泡法研究了2种骨料的抗渣性能,再采用静态坩埚法研究了2种骨料对浇注料抗渣性能的影响。结果表明：与板状刚玉骨料相比,Al₂O₃-MgAl₂O₄复相骨料侵蚀层中的裂纹细而少,遭受熔渣侵蚀后不易剥落,其过渡层中既有CA₆相也有尖晶石相,而且尖晶石相中固溶有Fe、Mn元素,该骨料不仅通过形成CA     

刚玉莫来石砖在CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2渣中的侵蚀

采用旋转法于1450℃和1500℃下研究了刚玉莫来石砖在Al2O3含量不同的CaO-MgO-Al2O3－SiO2渣中的侵蚀过程。结果表明：此过程为准零级;表观侵蚀速率随渣中Al2O3含量的减少和温度的升高而增大;在1450℃含Al2O36％～8％的现场渣中的表观侵蚀速率最小。     

锆英石对铝铬锆砖抗侵蚀性能及六价铬形成的影响

铝铬锆砖因具有优异的抗渣侵蚀性能,被作为炉衬材料广泛应用于工作环境恶劣的危废焚烧炉。然而,铝铬锆砖在制备和服役过程中可能形成有毒的水溶性Cr(VI),相关研究工作却未见报道。本研究分别以单斜氧化锆和锆英石为氧化锆源制备了两种铝铬锆砖,研究了铝铬锆砖在四种不同组成危废焚烧炉渣中的侵蚀行为及熔渣侵蚀前后砖中Cr(VI)的含量。结果表明,锆英石高温下分解形成单斜氧化锆和无定形的二氧化硅,促进化学稳定性较好的(Al,Cr)₂O₃固溶体的形成,提高了铝铬锆砖的致密化程度,同时改善了铝铬锆砖的抗渣侵蚀性能。此外,生成的二氧化硅可以还原砖中Cr(VI)化合物,降低铝铬锆砖中的Cr(VI)含量。熔渣侵蚀后,铝铬锆砖渗透层中Cr(VI)含量与熔渣成分密切相关。在被高碱性氧化物含量的熔渣侵蚀后,铝铬锆砖渗透层中的Cr(VI)含量较高,但锆英石作为氧化锆源的铝铬锆砖在不同熔渣中侵蚀前后的原砖层和渗透层内的Cr(VI)含量均低于欧盟限制标准。     

玄武岩纤维生产炉窑耐火材料侵蚀研究

以玄武岩纤维生产炉窑顶部加料口上部的刚玉莫来石砖和侧壁内衬高铬砖作为研究对象,采用XRD、XRF、SEM和EDX等分析方法,研究了玄武岩熔体对炉窑耐火材料的侵蚀行为,结果表明炉窑顶部的刚玉莫来石砖以50 mm/a侵蚀速率被侵蚀,刚玉莫来石砖内部的刚玉和莫来石晶粒与玄武岩反应生成低熔点的钙长石、橄榄石、铁尖晶石等物质,同时受到挥发分气流的物理性冲刷,导致刚玉莫来石砖耐侵蚀性能差;而炉窑内侧壁高铬砖耐侵蚀性较好,腐蚀速率为2. 5 mm/a,高铬砖与熔体接触区以化学反应结合物理磨损侵蚀方式为主,同时,Fe元素在高铬砖侵蚀过程中起着固溶-传质的作用,加速炉衬材料侵蚀。     

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正高性能莫来石砖广泛应用于玻璃纤维全氧窑大碹部位,在中玻威海全保温特种浮法玻璃窑炉12.7米大碹上使用效果良好。低蠕变铝镁尖晶石砖具有天然的抗碱性,是全氧重碱窑炉大碹理想选材,长期使用温度可达1700℃。等静压成型铬锆刚玉砖-60是用于保温纤维玻璃池炉以及玄武岩玻璃池炉中侵蚀非常严重的部位:熔化池的池壁、铺底材料、流液洞和加料口等部位。等静压成型铬锆刚玉砖-30适应于保温纤维玻璃池炉的与玻璃接触的部位,对于该种类型的玻璃,它抵抗侵蚀性能优于电熔AZS     

酸性铬铁渣对耐火材料侵蚀的试验研究

为了研究冶炼铬铁的竖炉炉缸用耐火材料受酸性渣侵蚀情况,利用化学试剂CaO、MgO、SiO2、Al2O3和铬铁矿配制了不同碱度(分别为0.31、0.45和0.55)的酸性铬铁渣,采用静态坩埚法,分别在1500℃、1550℃、1580℃保温3h条件下,对高铝质、莫来石质、铝碳质、铝碳化硅质、刚玉-莫来石质、刚玉质和棕刚玉-碳化硅质等耐火材料进行侵蚀试验,比较了不同耐火材料被侵蚀和渗透的程度。试验结果表明:随着铬铁渣碱度和温度的增加,耐火材料的侵蚀量都有所增加;铬铁渣对铝碳砖的侵蚀和渗透程度均很轻,对莫来石砖和棕刚玉-碳化硅砖的较轻;而对刚玉、刚玉-莫来石砖渗透程度很严重,但侵蚀很轻;对高铝砖和铝-碳化硅砖侵蚀程度严重。     

熔铸锆铬刚玉耐火材料抗硼硅酸盐熔体的侵蚀行为

Al₂O₃–ZrO₂–Cr₂O₃–SiO₂(AZCS)材料是一种新型熔铸耐火材料，该材料在高温、高侵蚀性条件下的抗侵蚀性能优于其他类型的电熔耐火材料。为了研究该材料对硼硅酸盐玻璃熔体的抗侵蚀行为，利用含B₂O₃质量分数约12%的硼硅酸盐玻璃固化体对AZCS材料在1 500℃条件下进行侵蚀试验。结果表明：AZCS材料在侵蚀后，按照侵蚀程度可划分为变质层、过渡层、中心层。中心层变化很小，该层仍存在大量的铝–铬固溶体和斜锆石相，只有少量新形成的镁铝尖晶石相；渗入材料的MgO与固溶体反应，在原位形成镁铝尖晶石，并部分取代原有位置上的铝–铬固溶体。在过渡层中镁铝尖晶石形成的量达到最大，铝–铬固溶体溶解消失，该层存在的相为镁铝尖晶石相与斜锆石相；在变质层中基本只存在未被溶解的Cr₂O₃相，Cr₂O₃结构松散，呈蠕虫状形貌，铝–铬固溶体、斜...     

钢包用刚玉-尖晶石透气砖的研制与应用

研究了基质中MgO含量对以电熔刚玉、尖晶石为主要原料制成的刚玉 -尖晶石透气砖 (砖芯 )性能的影响 ,并比较了刚玉 -尖晶石砖与传统铬刚玉砖的性能。结果表明 :刚玉 -尖晶石砖热震稳定性优于铬刚玉砖 ,但其体积稳定性不如铬刚玉砖 ,生产中不易控制 ;工业试验表明 ,刚玉 -尖晶石透气砖 (砖芯和座砖 )优于传统铬刚玉透气砖。     

几种玻璃窑用耐火材料的开发

介绍了“L型吊墙砖”“硅线石砖”“仿美锡槽砖”“刚玉—莫来石砖”等几种玻璃窑用新型耐火材料的研制、开发与应用。     

结合剂种类对刚玉-尖晶石浇注料抗镍基高温合金侵蚀性能的影响

为扩展刚玉-尖晶石材料在高温合金冶炼方面的应用，以电熔白刚玉(粒度为5～3、3～1、≤1和≤0.074 mm)和烧结尖晶石(粒度≤1、≤0.044 mm)为主要原料，活性α-Al₂O₃微粉为烧结助剂，分别以Secar 71水泥、ρ-Al₂O₃微粉和磷酸镁水泥作为结合剂，制备了刚玉-尖晶石条形试样和坩埚试样，探究了不同结合剂对刚玉-尖晶石质浇注料常规性能和抗镍基高温合金侵蚀性能的影响。结果表明：1)3种结合剂中，采用Secar 71水泥作为结合剂的条形试样常规性能较好，1 600℃烧后线收缩率最低，抗侵蚀试验后坩埚试样宏观侵蚀渗透面积最小，微观渗透深度最浅，抗镍基高温合金侵蚀性能最好。2)镍基高温合金中的Cr渗透进入坩埚内部较浅，Nb、Ti渗透明显比Cr更深，而主成分Ni、Fe几乎没有渗透进入坩埚试样内部。     

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。     

固溶反应对MA-Al2O3材料结构和性能的影响

以电熔镁铝尖晶石为主要原料并加入少量烧结刚玉细粉部分替代尖晶石细粉,或以白刚玉为主要原料并加入少量电熔镁铝尖晶石细粉替代白刚玉细粉,制备了两组MA-Al₂O₃材料。研究刚玉与镁铝尖晶石之间的固溶反应对材料性能及显微结构的影响。结果表明：1)在两组材料中均发生了固溶反应,使得镁铝尖晶石的富铝程度增大,镁铝尖晶石中的氧化铝含量(w)由约76%增加到80%以上,从而加强了试样骨料与基质的结合,减少结构缺陷,改善了材料的高温性能;2)在以镁铝尖晶石为主要原料的MA-Al₂O₃材料中,加入烧结刚玉可使其常温耐压强度增大,改善其高温抗蠕变性和抗热震性;3)在以白刚玉为主要原料的MA-Al₂O₃材料中,加入镁铝尖晶石细粉,其常温耐压强度、高温抗蠕变性和高温抗折强度均有大幅度提高。     

水泥结合铬刚玉浇注料抗危废炉渣侵蚀行为研究

铬刚玉浇注料是重要的危废焚烧炉炉衬材料之一,但危废来源广泛,成分复杂,导致炉渣的成分存在差异,从而影响炉衬的使用寿命。本文以铝酸钙水泥结合铬刚玉浇注料为研究对象,选取了富含CaO、Fe₂O₃和SiO₂的三种典型危废炉渣,研究了上述危废炉渣对铬刚玉浇注料烧成前后的侵蚀/渗透行为和Cr(Ⅵ)形成的影响。结果表明,材料的抗渣侵蚀和渗透性能与渣的黏度、渣与材料的界面反应以及材料的孔隙结构有关。就渗透性而言,高SiO₂渣和高Fe₂O₃渣与材料界面反应后形成了低熔点的霞石等物相,促进了渣渗透;高CaO渣与材料反应后形成了高熔点的六铝酸钙等物相,减缓了渣渗透,造成渣渗透深度顺序为高SiO₂渣>高Fe₂O₃渣>高CaO渣。相比之下,将材料进行烧成处理可以显著降低基质中CaO的反应活性,而且可以实现微孔化,渣的渗透行为受到抑制,尤其是高SiO₂渣的渗透显著降低。静态坩埚抗渣侵蚀性与渣液的渗透行为有关,由于渣的显著渗透行为,反而降低了渣的侵蚀指数。高CaO渣与试样反应后渣液黏度上升,且生成高熔点的铝酸钙相减缓渣液渗透,渣作用在材料界面时间增长,导致高CaO渣的侵蚀指数略高。     

活性MgO和铝酸钙水泥结合刚玉-尖晶石浇注料性能对比

为改善刚玉-尖晶石浇注料的性能，以板状刚玉、活性氧化铝、烧结镁砂细粉为主要原料，分别以活性MgO和铝酸钙水泥(CAC)为结合剂制备了刚玉-尖晶石浇注料，对比了二者对1 600℃煅烧3 h后试样的显气孔率、烧后线变化率、常温抗折强度、常温耐压强度和抗CaO-Al₂O₃-Fe₂O₃-SiO₂(CAFS)渣侵蚀性能的影响。结果表明：经1 600℃热处理后，与CAC结合的刚玉-尖晶石浇注料相比，活性MgO结合的刚玉-尖晶石浇注料的常温抗折强度和常温耐压强度较低，但其体积稳定性、对CAFS渣的抗侵蚀性和抗渗透性显著提高。     

塑性相结合刚玉复合砖的高温性能

通过设定高炉使用条件 ,将塑性相结合刚玉复合砖与现在高炉使用的刚玉莫来石砖及棕刚玉碳化硅砖在同等实验条件下进行了高温性能的比较。结果表明 :塑性相结合刚玉复合砖的结构致密 ,高温抗折强度高 ;而且在高温还原气氛下 ,其基质中的Si可与C和N2 反应 ,生成具有良好抗炉渣、铁水和碱金属侵蚀能力的碳化物和氮化物 ,并填充表面的间隙 ,形成一个良好的防护层 ,因此其抗侵蚀性能优于棕刚玉碳化硅砖和刚玉莫来石砖。     

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。     

ZnO压敏陶瓷烧结用匣钵侵蚀机理研究

为提升刚玉-莫来石匣钵在ZnO压敏陶瓷烧成中的使用性能，采用SEM、EDS等手段对用后的刚玉-莫来石匣钵的显微结构和微区成分进行表征来探究侵蚀机理。结果表明：刚玉-莫来石匣钵的侵蚀损毁主要是压敏陶瓷中的添加剂Bi₂O₃在烧结温度下沿气孔扩散至材料内部，与莫来石结合相和莫来石颗粒反应生成低熔点相破坏材料内部结构造成的，在侵蚀过程中白刚玉的微观形貌基本不发生改变，具有较好的抗侵蚀性。