水泥熟料及碱盐对方镁石-镁铝尖晶石砖的侵蚀行为

对以电熔镁砂、电熔镁铝尖晶石为原料制备的方镁石-镁铝尖晶石砖进行了不同温度的抗侵蚀试验,研究了水泥熟料及碱盐(K2SO4、KCl)对方镁石-镁铝尖晶石砖的化学组成、矿物组成及显微结构的影响,从而研究其对方镁石-镁铝尖晶石砖的侵蚀行为。结果表明:1)水泥熟料对方镁石-镁铝尖晶石砖的侵蚀过程主要是向砖内渗透,侵蚀砖中方镁石及基质M2S生成低熔物CMS而使M2S、方镁石不断溶解,使砖形成致密的变质层,温度越高,渗透和侵蚀作用越剧烈。2)碱盐通过对砖的液相渗透和气相扩散,在砖中与杂质发生化学反应,生成新的气体并挥发,使砖的表层因碱盐的化学侵蚀而疏松,深层因残碱的沉积而致密。3)实际使用中,碱盐在高温层侵蚀砖中的方镁石及结合相而使高温层疏松,使水泥熟料大量渗透和侵蚀而形成致密的变质层;碱盐在低温层的析晶、沉积,使致密的变质层变厚。而致密且较厚的变质层在温度波动时将导致方镁石-镁铝尖晶石产生严重的结构剥落。     

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。     

用后钢包透气砖显微结构分析

对60 t LF VD精炼钢包用刚玉-尖晶石透气砖和45 t LF精炼钢包用铬刚玉-尖晶石透气砖用后残砖进行了显微结构分析。结果表明:LF精炼工艺用透气砖狭缝及裂纹有明显的渣侵蚀和渗透,LF VD精炼工艺用透气砖狭缝和裂纹有钢液渗透。在周期性操作过程中,狭缝口部的扩大和热震造成的裂纹会使钢液或渣液的渗透侵蚀作用加剧并导致剥落现象的发生。透气砖狭缝堵塞直接影响吹通率和使用寿命,所以,要优化狭缝尺寸,提高材料的抗热震性。     

弥散型铬刚玉质整体透气砖的应用

安钢多年来精炼钢包使用的均为小型刚玉质分体透气砖,钢水易通过砖缝侵入透气砖周围加快对透气砖的侵蚀,与钢包寿命不能同步。目前,在25ｔ电炉钢包上试用了弥散型铬刚玉质整体透气砖。该产品具有较高的耐磨性、耐冲刷性及耐钢水、渣侵蚀性,寿命已达55次,解决了与钢包寿命不同步的问题。1　用后砖的矿物组成挂渣层厚约0～2.5ｍｍ,主矿相为板柱状钙铝黄长石和硅酸盐胶结相以及少量复合尖晶石。蚀变层约2.5ｍｍ,主要矿相为复合尖晶石及少量钙铝黄长石、铝酸钙和氧化铬。渗透层结构致密,硅酸盐胶结相增多,氧化铬周围反应生成了复合尖晶石,矾土颗…     

镁锆砖的抗RH炉渣侵蚀机制

为实现RH炉的无铬化,以电熔镁砂、单斜锆为原料制备了ZrO2质量分数为11%的镁锆砖,并采用回转抗渣法进行镁锆砖和电熔再结合镁铬砖的抗高、低碱度RH炉渣对比试验,并分析了其抗渣机制。结果表明:(1)镁锆砖抗高碱度渣侵蚀性能较再结合镁铬砖强,但其抗低碱度渣侵蚀性能相对较差;在高碱度渣中形成含锆酸钙反应层是镁锆砖抗渣侵蚀性能优越的关键。(2)镁锆砖中的ZrO2吸收渣中的CaO而使渣碱度降低,黏度升高,从而使渣在镁锆砖中的渗透程度降低。(3)镁锆残砖的渣层含微量的ZrO2,从工作面到原砖层,镁锆残砖呈现出明显变质层、轻微变质层和原砖层3个段带,而镁铬残砖只有明显变质层和原砖2个段带;镁锆砖的SiO2含量在轻微变质层中最高,而镁铬砖的SiO2含量从工作面到原砖层逐渐减小。     

AOD和VOD炉用低透气度的镁铬砖

据《耐火物》报道，日本目前在AOD和VOD炉使用镍铬砖，发现在渣熔蚀过程中伴随渣的浸润，是砖剥落损毁的重要原因。为了抑制渣的渗透，必需控制气孔的分布。镁铬砖在高温烧成时，其结合相组织在发育长大的同时，气孔孔径变大，使透气度增高。所以在考虑砖的耐蚀性和耐磨性的同时还要提高抗渣的渗透能力。为此调整原料的组成和粒度分布，以获得二次尖晶石多、气孔小且分布均匀的基体组织。试验共开发了三种低透气度镁铬砖。A和B型是用低杂质的电熔镁砂，可抑制基质过烧结的低透气度熔粒再结合镁铬砖。C型是在铝矿等骨料周围生成粗大气孔…     

环形狭缝式透气砖的研制与应用

以板状刚玉为主要原料,纯铝酸钙水泥为结合剂,研究了尖晶石细粉、活性Al2O3微粉、Cr2O3微粉对透气砖性能的影响,并研究了不同材质,狭缝形式、狭缝长度和狭缝厚度对钢水渗入狭缝的影响。结果表明:适量的活性Al2O3微粉可提高透气砖浇注料的流动性和体积密度;尖晶石可显著改善试样的抗热震性能,但加入量过大会影响材料的高温体积稳定性,并恶化抗渣性能;Cr2O3微粉对材料的流动性和抗热震性能影响不显著,但可提高其抗渣性能。透气砖材质、狭缝形式和狭缝长度对狭缝渗钢的影响不明显,但狭缝厚度会显著影响钢水在狭缝中的渗透行为。与条形缝相比,环形缝可改善透气砖的透气性能,提高透气砖的使用寿命,吹通率达到了100%。     

基质组成对MgO-尖晶石浇注料抗渣性能的影响

采用静态坩埚法研究了添加不同组成尖晶石的ＭｇＯ－ 尖晶石浇注料基质组成与抗渣性能的关系。实验结果表明：随着基质中Ａｌ２Ｏ３ 含量增加,浇注料抗渣侵蚀能力减弱,而抗渣渗透能力增强。在基质中ＳｉＯ２ 含量固定在１０ ％ 的情况下,基质中Ａｌ２Ｏ３ 含量在３０ ％ ～５０ ％ 时浇注料抗渣侵蚀性能较好;Ａｌ２Ｏ３ 含量超过５０ ％ 时,侵蚀速率急剧增加两倍以上。不同组成尖晶石对浇注料抗渣侵蚀性能没有明显影响,但含富铝尖晶石的浇注料具有较好的抗渣渗透性能。     

刚玉-尖晶石质精炼钢包衬砖的蚀损机制

对砌筑在150 t精炼钢包的浇注成型和机压成型两种免烧刚玉-尖晶石衬砖的用后残砖进行了显微结构分析,探讨了其蚀损机制.结果表明:浇注成型衬砖的反应渗透层较厚,且CaO含量随着渗透深度的增大而逐渐减小,随着渣渗透、侵蚀的持续进行,热面处逐渐形成的致密层在经受热震后可能会产生结构剥落;机压成型的衬砖反应渗透层较薄,抗渣渗透性能和抗侵蚀性能较好,反应渗透层与原砖层间出现裂纹可能导致的结构剥落是其主要的损毁机制.     

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。     

Effects of different particle size of spinel and Y2O3 additive of the periclase-spinel refractory on the sintering densification and corrosion resistance to copper smelting slag

In order to analyze the sintering densification and copper smelting slag corrosion resistance of periclase-spinel refractories, the periclase-spinel refractories were prepared with fused magnesia, magnesia-rich spinel, industrial alumina, and yttrium oxide as the main raw materials. The different particle sizes of spinel in material and with or without Y₂O₃ additive were studied. The study demonstrated that: (1) The different particle sizes of spinel in periclase-spinel refractories can result in different effects. Adding particle spinel to the refractory can improve the strength and corrosion resistance of the periclase-spinel refractories. The addition of spinel and magnesia powders in the matrix resulted in cracks due to the great difference of coefficient of thermal expansion between magnesia and spinel. The reduction in bulk density and strength of the material decreased slag penetration resistance because of its poor sintering properties. While adding the alumina in the matrix can further fill the crack and prevent slag penetration by the volume expansion of in-situ reaction to form spinel. (2) The periclase-spinel refractories can be reacted with Cu slag to form a Mg₂FeO₄ insulating layer as the iron ion becomes oxidized. Adding Y₂O₃ in periclase-spinel refractories can result in grain boundary phase reconstruction, which can promote sintering densification, improve the slag physical infiltration resistance, and improve the chemical corrosion resistance of materials.     

尖晶石加入量对铬刚玉浇注料性能的影响

研究了尖晶石加入量对铬刚玉浇注料的烧结性能、抗折强度、抗热震性以及抗渣渗透和侵蚀能力的影响。尖晶石的加入使铬刚玉浇注料线变化率增大 ,显气孔率升高 ,常温强度略有降低。加入 2a %～ 3a %的尖晶石能明显改善铬刚玉浇注料的抗热震性。加入尖晶石后 ,铬刚玉浇注料的抗高钙、高铁渣的渗透、侵蚀能力有所下降     

富铝尖晶石对镁质耐火材料抗侵蚀性的影响

研究了富铝尖晶石对镁质耐火材料抗钢渣与抗钙处理钢侵蚀性的影响。结果表明 :随着富铝尖晶石加入量的增加 ,镁质耐火材料的抗钙处理钢和钢渣熔蚀性逐渐减弱 ,而抗钢渣渗透性逐渐增强 ;纯镁质和镁尖晶石质耐火材料在抗钢渣与抗钙处理钢侵蚀方面远远优于铝锆碳质材料     

LF精炼钢包渣线用含铬铝镁浇注料的研制

以特级矾土、电熔镁砂、铬刚玉为主要原料制备了LF精炼钢包渣线用含铬尖晶石质浇注料,并在抗渣蚀性及抗热震性方面同现场使用的普通铝镁浇注料进行了对比。结果表明:与现场使用的铝镁浇注料相比,新研制的含铬尖晶石浇注料具有更好的抗热震性及抗渣蚀性,在济钢55t钢包上使用寿命达到79炉次。     

Slag erosion-resistant coating for periclase-magnesia-aluminum spinel brick

The magnesia-carbon bricks are used at the ladle slag line adds carbon to molten steel and thus has an adverse effect on the smelting process. Steel production enterprises hope to remove carbon from the ladle slag line. This study presents a Silica sol (SS)–magnesium aluminate spinel(MA) coating that can be applied to the surfaces of periclase–MA spinel brick (spinel brick) to improve their slag erosion resistance, facilitating the elimination of carbon from the ladle slag line. The slag corrosion resistance mechanism of a spinel brick covered with the SS–MA coating was analyzed through scanning electron microscopy and simulation using FactSage software. The results show that increasing the SS content (C_SS) led to the formation of fine cracks during the coating-drying process and was detrimental to the slag erosion resistance of the coating. The optimum C_SS was 20%. In the high-temperature slag erosion experiment, the MA in the coating was capable of forming solid solutions with Fe and Mn in the slag, and the nano-SiO₂ in the coating interacted with the slag, increasing the viscosity of the slag and reducing its penetration. In addition, the presence of the coating extended the penetration path of the slag and reduced the contact area between the slag and the spinel brick and their chances to undergo chemical reactions, thereby protecting the spinel brick from slag erosion. The coated spinel bricks outperformed the magnesia-carbon brick in terms of slag erosion resistance, providing a basis for selecting carbon-free refractory materials for the ladle slag line.     

不同组成尖晶石对MgO-尖晶石浇注料抗渣性能的影响

采用静态坩埚法和动态回转法研究了不同组成尖晶石对MgO-尖晶石浇注料抗渣性能的影响,并采用扫描电镜和能谱分析测定了渣蚀残样中尖晶石的存在形式和化学组成。结果表明,在基质组成相同的情况下,添加富铝尖晶石的浇注料在加热过程中可生成较多的原位生成尖晶石,原位生成尖晶石吸收渣中FeO3、CaO能力是合成尖晶石的3～5倍,因而该浇注料具有较好的抗渣性能。     

矾土基电熔尖晶石对矾土基浇注料性能的影响

为了开发矾土基电熔尖晶石的应用,在矾土骨料、纯铝酸钙水泥、Al2O3微粉、SiO2微粉等原料加入量不变(分别为65%、4%、4%和1%)的条件下,变化矾土基电熔尖晶石的加入量(分别为0、6%、8%、10%和12%)和电熔白刚玉细粉的加入量,研究了矾土基电熔尖晶石对矾土基浇注料常温物理性能、热态抗折强度、抗热震性以及抗渣性的影响。结果表明,与不加矾土基电熔尖晶石的浇注料相比,尖晶石加入量为6%~12%时,浇注料的常温性能相差不大,但热态抗折强度及抗热震性均有所提高,抗渣性有很大改善。