铁水预处理用耐火材料的研究与进展

综述了近期铁水预处理用耐火材料的研究与发展状况，着重ＡＳＣ砖的组成、添加剂、结合剂的影响，讨论了预处理剂的影响、侵蚀过程及预处理用耐火材料的研究方向     

铁水预处理用耐火材料的现状与发展方向

介绍了近年来铁水预处理用耐火材料的发展现状和国内外的最新研究成果,分析了铁水预处理容器中脱Si、脱P、脱S工艺间的相互关系以及不同处理剂对内衬材料的主要侵蚀反应,提出了改进铁水预处理耐火材料的建议,并展望其未来的发展方向.     

脱磷剂对铁水预处理用耐火材料的侵蚀过程研究

通过不同脱磷剂对铝碳化硅炭砖、铝炭砖、镁炭砖的侵蚀试验，对其侵蚀前后的矿相变化进行了分析，探讨了耐火材料的侵蚀原因。     

重轨钢钢液与镁质耐火材料的润湿行为

采用座滴法研究了MgO、MgAl₂O₄和MgO-CaO三种镁质耐火材料与重轨钢钢液在1 550℃下的润湿行为,结合电子显微镜分析了润湿过程中钢液对不同耐火材料的渗透程度和不同耐火材料对钢液洁净度的影响。结果表明,1 550℃下,重轨钢与MgO、MgAl₂O₄和MgO-CaO耐火材料的起始接触角分别为116.8°、133.5°和147.1°,其平衡接触角分别为97.6°、91.0°和109.4°。MgAl₂O₄耐火材料会大量溶解于重轨钢钢液中,导致钢珠表面形成大量的MgAl₂O₄夹杂物,同时容易被钢液侵蚀渗透,平均渗透深度为163.4μm; MgO-CaO耐火材料与重轨钢钢液在界面处会生成致密Ca-Si-O反应层,阻碍了钢液向耐火材料的渗透,但反应物会进入钢液并弥散在其表层;MgO耐火材料与钢液的相互作用最小,最不易对钢液的洁净度产生影响,被钢液侵蚀的程度也较小。     

微孔MgO耐火材料对钢液洁净度的影响

通过浸泡实验研究了3种镁质(致密镁质、微孔MgO质、镁碳质)耐火材料与超低碳钢液(1 560℃)的相互作用,考察了不同浸泡时间(0～35 min)钢中O、N、C和Al、Si、Mn含量及钢中夹杂物的成分、数量、分布等特征的变化,并对耐火材料与钢的界面层进行了观测和分析。结果表明,随着浸泡时间的延长,3组钢中氧含量均先升高再降低,均对钢液有一定的污染,钢中夹杂物的数量增加,夹杂物种类由Al₂O₃-MnO夹杂逐渐转变为Al-Mg-Si-Mn-O复合夹杂。与致密镁质耐火材料相比,微孔MgO质和镁碳质耐火材料与钢的界面处分别能形成连续的镁铝尖晶石层和致密的MgO层,有助于降低耐火材料的侵蚀以及对钢液的污染。此外,与不含碳的镁质耐火材料相比,镁碳质耐火材料对钢液增碳严重。因此,微孔MgO质耐火材料不仅对钢液的二次污染小、不会向钢液增碳,而且还可以吸附钢中氧化铝夹杂,更有利于超低碳洁净钢的生产。     

包钢用主要不定形耐火材料的种类与特性

综述了目前包钢用不定形耐火材料种类,主要有耐火浇注料、可塑料.捣打料、干式料、喷补料、投射(补)料、涂抹(喷涂)料、压入料、耐火泥浆和预制件等,并简要介绍了不定形耐火材料的生产工艺、常用结合剂及特性.     

宝钢用后耐火材料的技术研究与综合利用

在钢铁企业中,耐火材料的消耗与钢铁产量的比例大约在10～30 kg/t.宝钢分公司耐火材料的消耗也在9.6kg/t左右,而废弃的耐火材料约占消耗量的45%～50%.以往这些用后残存耐材都被作为工业废弃物处理,这不仅加重了企业的经济负担,而且更重要的是浪费了可利用的资源、增加了社会的环境负担.研究已经表明,这些用后耐火材料中的大部分具有再利用价值.应以钢铁企业循环经济的模式,组织耐材的使用、回收再利用、再生产使用的闭路循环过程,减轻环境负担,实现可持续发展.     

热工设备用耐火材料的维护与寿命

从5个方面介绍了热工设备用耐火材料的维护方法,并通过实例说明了各种措施的效果。根据热工设备的类型和使用条件,选好一种或几种维护方法,能够成倍提高热工设备内衬的使用寿命,降低耐火材料消耗,达到节能减排的目的。     

热工设备用耐火材料的选择与使用寿命

根据使用条件选择热工设备用耐火材料.受化学侵蚀的,通过物理化学理论推算,选择抗侵蚀的耐火材料;受机械碰撞的,选择强度高、耐磨性好的耐火材料;只受高温作用的,选择隔热保温好的耐火材料.并作模拟实验确定.选择到合适的耐火材料,才能保证热工设备有高的使用寿命.     

钢包内衬用耐火材料对钢中非金属夹杂物的影响

 炉外精炼是炼钢流程中控制钢中非金属夹杂物的重要转折点,作为整个精炼过程中与钢液实时接触的钢包内衬用耐火材料,因为高温物理化学反应易向钢中引入夹杂物,导致精炼效果达不到预期。通过对典型现役钢包内衬用耐火材料与不同脱氧钢之间的界面反应归纳发现,钢包内衬用耐火材料会对钢中夹杂物的形貌、成分和理化性能产生影响,既可向钢中引入夹杂物,也能够吸附去除夹杂物。提出未来钢包内衬用耐火材料应被赋予更多净化钢液等功能指标的发展方向。     

中间包微孔MgO耐火材料与钢液反应行为

为了评估新型中间包微孔MgO耐火材料与钢液的反应性,系统测定了不同钢液与微孔MgO耐火材料表观接触角,研究了界面化学反应产物以及钢中夹杂物组成的变化.结果 表明:含硫钢在微孔MgO耐火材料上铺展性最好,帘线钢次之,模具钢最差,主要是表面活性元素S降低了钢液表面张力所致;熔钢与耐火材料的界面行为中既包含了物理渗透又包含了...     

Wettability of Halides with Molten Metals. Physico-Chemical and Practical Aspects

A study is made on the wettability of sodium chloride and oxygen-free ionic compounds fluorides of alkaline-earth elements (CaF, MgF, BaF) by molten metals. The metals Cu, Sn, Ag, Au, In, and Ga do not wet these materials ( 120-140 deg). The wettability of fluorides by aluminum is somewhat greater ( 90-100 deg), in accordance with the greater chemical affinity of aluminum for fluorine. Chemically highly active and aggressive alloys of Ti, Zr, Hf, and V (with concentrations up to 70-80%) which completely wet and destroy known refractory materials (oxide, nitride, carbide, and carbon refractories, etc.) behave anomalously in regard to fluorides they do not wet their surface and are inert when in contact with them. This is attributable to the formation of an intermediate gaseous phase (a volatile fluoride) which separates the liquid metal from the solid surface. Effective use can be made of this phenomenon to develop refractories (crucibles, containers, jackets, etc.) for use in the isothermal melting, homogenization, and casting of alloys that contain Ti, Zr, Hf, and V.     

MgO与低密度钢液相互作用及其对夹杂物的影响

 为了研究高锰高铝低密度钢液与耐火材料间的相互作用规律,以Fe-20Mn-10Al-C(20%Mn、10%Al)低密度钢液与MgO耐火材料棒在1 600 ℃时界面反应为研究对象,分别反应30和60 min后对MgO耐火材料的微观结构以及钢中非金属夹杂物特征进行了观察。结果表明,反应后MgO耐火材料转变为3层结构,分别为致密的MgO·Al₂O₃尖晶石界面层,尖晶石颗粒、钙铝酸盐和MgO颗粒组成的过渡层以及MgO颗粒组成的原始层,且随着反应时间的增加,尖晶石界面层厚度增加;在高锰高铝低密度钢液与MgO耐火材料的相互作用下,钢中非金属夹杂物主要包括单一MgO·Al₂O₃夹杂、AlN夹杂、MgS夹杂和MgO·Al₂O₃-AlN、MgO·Al₂O₃-MgS等复合夹杂物。     

电场作用下熔铁与铝碳质水口耐材间的润湿和侵蚀行为

摘要：探究了外加电场作用下铁熔体与水口组成材料间的润湿和侵蚀行为。通过高温电润湿实验可知,在铁熔体和水口组成材料基板间施加电场,促进了铁熔滴与固体基板间的润湿,且在一定电场强度范围内,固 液相间的接触角随着电场强度的增加而减小,固 液相间的润湿性变好。对电润湿后两相界面的微观结构进行了分析,结果表明外加电场促进了铁熔体与水口组成材料间的原子迁移,显著改善固液两相界面间的传质、扩散和溶解等作用。电润湿反应过程中铝碳水口表面经脱碳后产生了孔隙,并且在外加电场作用下铁熔体易于向水口基板内部渗透,导致铁熔体对铝碳水口的侵蚀程度较高纯石墨和氧化铝基板更为严重。     

Wetting and erosion behavior between molten iron and aluminum carbon water nozzle in electric field

The wetting and erosion behavior between the iron melt and the nozzle constituent materials under the action of an external electric field was explored. Through the high temperature electrowetting experiment, it can be seen that the wetting between iron melt and water port substrate is promoted by applying electric field, and the contact angle between solid and liquid phase decreases with the increase of electric field intensity in a certain range, and the wettability between solid and liquid phase becomes better. The microstructure of the two phase interface after electrowetting was analyzed, and the results show that the atom migration between the iron melt and the nozzle constituent material is promoted by the applied electric field, and the mass transfer, diffusion and dissolution between the solid liquid two phase interface are also significantly improved. During the electrowetting reaction process, the surface of the aluminum carbon nozzle is decarburized to generate pores, and the iron melt is easy to penetrate into the nozzle substrate under the action of external electric field, resulting in a higher degree of erosion of aluminum carbon nozzle by iron melt, especially on pure graphite and alumina substrate.     

难处理金铁矿石选冶工艺试验研究

难处理金铁矿石金4.06 g/t、铁25.10%。针对此矿石性质,通过对比分析原矿氰化浸出、重选、磁选、浮选—尾矿氰化浸出等工艺,选择适宜的处理工艺为氰化浸出—磁选联合工艺流程,且在最佳条件下,金浸出率为88.89%,铁回收率为75.28%,较好地实现了金和铁的综合回收,为选矿厂工艺设计提供依据。     

鞍钢石灰回转窑耐火材料长寿与节能材料的应用

基于冶金石灰回转窑传统耐火材料砌筑方法,针对鲅鱼圈冶金石灰回转窑煅烧带耐火材料使用寿命短及隔热效果差导致窑皮温度过高的问题进行研究。通过改变耐火材料材质及砌筑方式,使该部位耐火材料使用寿命由8~10个月延长到18~24个月;通过使用NJS纳米级微孔隔热毡使窑皮温度在同等工况条件下降低46℃,每年因此降低能源费用195万元。实践证明,通过耐火材料砌筑优化后回转窑耐火材料故障率及能耗水平均得到显著降低,取得较好经济效益和社会效益。     

立式组合电磁制动对CSP结晶器内钢液流动及偏流控制

紧凑型带钢(CSP)薄板坯连铸结晶器在浸入式水口下方设置水平式的全幅一段电磁制动器(Ruler-EMBr),在进一步提高薄板坯连铸拉坯速度的情况下,不能有效控制CSP结晶器自由表面的钢液流速和液面的稳定性.为此提出一种新型的立式组合电磁制动(VC-EMBr)技术,并利用商业软件ANSYS FLUENT数值模拟研究了全幅...     

电弧炉炼钢成分预报现状与熔池搅拌对其影响

电弧炉炼钢成分预报与控制直接影响冶炼时间、产品质量与生产成本,是电弧炉炼钢智能化的重要环节。对转炉、电弧炉副枪检测技术和炉气分析技术进行了分析,探讨了炼钢过程的选择性氧化机理与智能算法在成分预报中的应用。结合熔池流动慢、反应不均衡的动力学条件,讨论了电弧炉炼钢成分预报的难点。在国内外文献综述的基础上,讨论了电弧炉底吹搅拌、氧气射流及电磁流体对钢液流动的影响,提出将电弧炉熔池钢液流动行为的动力学影响和炼钢反应选择性氧化热力学相结合,实现成分实时预测研究的设想,对开展电弧炉炼钢成分预测研究具有指导意义。     

提高复吹转炉透气砖寿命和冶金效果的新技术

为了提高复吹转炉透气砖寿命和冶金效果,研究了大流量透气砖底吹不对称供气技术。采用水模试验方法,底吹气量按3.3∶1分两路供气,每隔1炉交换1次。结果表明,供气强度在0.2m~3/(t·min)时,透气砖侵蚀速度与单根毛细管的气体流量呈正比。毛细管根数增加1倍,透气砖的供气能力提高1倍。采用大流量、大尺寸透气砖不对称交错供气的技术,可使透气砖的侵蚀速度减少50%,寿命提高1倍。转炉炼钢的熔池混匀时间缩短19.2%,铁水脱磷预处理熔池混匀时间缩短63%,复吹转炉的冶金效果得到明显改善。与复吹转炉预埋透气砖和更换透气砖的方法相比,可以更有效地提高转炉的复吹炉龄和冶金效果。