尖晶石質(zhì)精煉鋼包襯磚蝕損機制

為了滿足低碳鋼和超低碳鋼的冶煉需要,以剛玉、電熔鎂砂、活性復(fù)合尖晶石微粉等為主要原料,sio2微粉和鹵水為結(jié)合劑,研制了鋼包用機壓無碳剛玉-尖晶石不燒磚。性能檢測結(jié)果表明,研制的無碳鋼包不燒磚比現(xiàn)用鎂鋁碳不燒鋼包磚具有更好的物理性能和抗熱震性,而且當無碳鋼包磚中鎂砂與活性復(fù)合尖晶石微粉的加入質(zhì)量分數(shù)分別為4%和20%時,研制磚的性能最佳;生產(chǎn)應(yīng)用結(jié)果表明,無碳鋼包磚在攀鋼120t鋼包上使用壽命達140爐,比現(xiàn)用鎂鋁碳鋼包不燒磚的提高30爐以上,并能減少對鋼水的增碳作用,降低鋼包外殼溫度。

天津鋼管公司的鋼包底部碳磚蝕損嚴重影響了鋼包的使用壽命。通過分析包底用鋁鎂尖晶石碳磚的損毀機理,在其它原料配比不變的情況下,研究鎂砂細粉、鋁鎂尖晶石和復(fù)合添加劑的加入量對碳磚高溫性能的影響。研究結(jié)果表明,上述三者的配比為8%、10%和4%時能明顯提高碳磚的使用壽命。另外,碳磚厚度由155.0mm減至77.5mm也有利于提高碳磚的壽命。

以南鋼(南京鋼鐵股份有限公司)30t精煉鋼包為原型,在相似原理的基礎(chǔ)上,通過水模型實驗對鋼包不同吹氬位置的合理性進行了研究.結(jié)果表明:采用單孔底吹時,最佳位置在距鋼包底部中心0.55r處.同時通過頂渣實驗和喂絲點位置優(yōu)化實驗,確定了合適的吹氬量和合適的喂絲點位置,研究結(jié)果為優(yōu)化吹氬工藝提供了依據(jù).

采用靜態(tài)坩堝法研究了添加3種不同性質(zhì)尖晶石的剛玉-尖晶石不燒磚的抗渣性能,并通過xrd、sem和edax分析了尖晶石的晶粒尺寸、晶格畸變對試樣抗渣性的影響。結(jié)果表明:(1)尖晶石的晶粒尺寸影響試樣的抗侵蝕能力,晶粒尺寸越大,試樣抗侵蝕能力越強;(2)晶格畸變較大時,尖晶石在渣/耐火材料界面處吸收熔渣中fe、mn離子能力更強;(3)尖晶石的晶格畸變影響試樣的抗?jié)B透性能,當晶格畸變較大時,可吸收渣中更多的陽離子,改變滲透渣的成分,使渣富硅化,黏度增大,阻礙了熔渣進一步滲透。

氧化鋁尖晶石澆注料整體鋼包內(nèi)襯的施工與修補

天津鋼管公司鋼包包底沖擊區(qū)采用鋁鎂尖晶石碳磚砌筑,壽命低,成為制約鋼包壽命提高的瓶頸環(huán)節(jié)。本文通過對鋁鎂尖晶石碳磚的使用情況、損毀機理進行分析,采取多種改進措施,研制出以特級礬土、棕剛玉、鋁鎂尖晶石、電熔鎂砂、石墨為主要原料的改進鋁鎂尖晶石碳磚,鋼包壽命提高了3~6爐,降低了消耗,提高了鋼包運行的安全性。

以電熔白剛玉、電熔鎂鋁尖晶石、氧化鋁微粉、白云石微粉以及鋁酸鈣水泥為主要原料,研究了白云石微粉加入量(質(zhì)量分數(shù)分別為0、1.5%和3%)對剛玉-尖晶石質(zhì)澆注料物理性能的影響。結(jié)果表明:加入1.5%白云石微粉對澆注料的線變化率影響不大,并能夠明顯提高澆注料800～1100℃燒后的冷、熱態(tài)抗折強度,對1400℃燒后的冷、熱態(tài)抗折強度影響不大,但1600℃燒后冷、熱態(tài)抗折強度降低。加入3.0%的白云石微粉使各試驗溫度燒后澆注料的線變化率增大且不利于澆注料強度的提高。與1400℃燒后相比,1600℃燒后所有試樣冷、熱態(tài)強度均有所降低,而且隨白云石微粉加入量的增加降低幅度增大。白云石微粉的加入能夠明顯提高剛玉-尖晶石質(zhì)澆注料的強度保持率,但試樣熱震前后的抗折強度均明顯降低。

系統(tǒng)論述了鐵鋁尖晶石(feo.al2o3)的合成、鐵的存在價態(tài)對鎂鐵鋁尖晶石磚性能的影響,并闡述了采用預(yù)合成鐵鋁尖晶石制備的鎂鐵鋁尖晶石磚在水泥窯上的出色使用性能,指出其完全可以替代現(xiàn)有鎂鉻磚,是水泥回轉(zhuǎn)窯燒成帶用耐火材料的發(fā)展方向;同時還指出了鎂鐵鋁尖晶石磚未來的研究方向是降低磚的熱導率以及控制鐵鋁尖晶石合成氣氛的簡單化。

不同組成的鋁鎂尖晶石對剛玉-尖晶石透氣磚抗渣性的影響

采用靜態(tài)坩堝法研究了lf爐精煉渣對w(cao)≈34%的燒成鎂鈣磚的侵蝕作用,并借助掃描電鏡、能譜分析和x射線衍射分析了其對鎂鈣磚的侵蝕機制。研究結(jié)果表明:鎂鈣磚對lf爐精煉渣具有很強的抗侵蝕性能,但幾乎不耐滲透;反應(yīng)層中(mg.fe)o富氏體的氧化產(chǎn)生體積膨脹,從而造成鎂鈣磚開裂;渣中2cao.fe2o3(c2f)向磚內(nèi)的滲透導致其內(nèi)部液相增加,蝕損加速;2cao.sio2(c2s)能在反應(yīng)界面形成保護層,能在一定程度上阻礙c2f向磚內(nèi)的滲透。

3.4.4鎂鐵鋁尖晶石材料的理化指標 以電熔鎂砂、高純燒結(jié)鎂砂、氧化鋁微粉以及合成出的hercynite 尖晶石按照顆粒級配混合，在全自動液壓機上成型，經(jīng)1650℃以上 的高溫燒成后，進行理化指標檢測，如表3。 表3mgo-hercynite材料的理化指標 項目單位魯中鎂鐵鋁 磚 國外鎂鐵鋁 磚 國外鎂鉻磚 mgo%≥85≥85≥75 al2o3%4.5-7.03.5-5.02.0-4.0 fe2o3%3.5-6.03.5-7.57.0-10.0 cr2o3%————8.0-10.0 體積密度g/cm3≥2.9≥2.9≥3.0 常溫耐壓強度mpa≥50≥60≥50 荷重軟化溫 度，0.2mpa ℃≥1650≥1650≥1650 導熱系數(shù)，λ w/m.k （熱線法）※ 350℃3.4634.5

1燒成帶耐火材料的無鉻化對占世界水泥總量50%的中國水泥工業(yè)來說,降低污染排放強度尤為重要,尤其是水泥中的劇毒六價鉻。水泥中的六價鉻主要來源于回轉(zhuǎn)窯燒成帶的鎂鉻質(zhì)耐火材料。

采用xrf、xrd、sem等分析手段對鉻鹽焙燒旋窯燒成帶襯磚的化學組成和微觀結(jié)構(gòu)進行了分層分析,探究了襯磚的損毀機制。結(jié)果表明,導致鉻鹽焙燒旋窯燒成帶襯磚損毀的原因是:1)襯磚中al2o3量的降低和na2o等雜質(zhì)成分的滲入,襯磚在高溫下生成的液相量增多,襯磚的耐火性能和高溫力學性能降低。2)堿性氧化物和硫化物滲入襯磚中,與原磚中的莫來石反應(yīng)生成方鈉石族物相,莫來石結(jié)構(gòu)被破壞。3)燒成帶常出現(xiàn)結(jié)圈現(xiàn)象,打圈機的機械沖擊對襯磚具有破壞作用。

鋼包包襯用鋁鎂質(zhì)澆注預(yù)制塊的開發(fā)與使用

玻璃熔窯蓄熱室格子磚以前廣泛使用鉻鎂磚,為了避免cr6+對環(huán)境的污染,目前許多研究者開發(fā)出了各種無鉻磚,如鎂鋯磚、高尖晶石磚等等。rhi公司經(jīng)過大量努力優(yōu)化原料組成以及粒度分布,研制出了新一代無鉻的尖晶石結(jié)合鎂質(zhì)

玻璃熔窯蓄熱室格子磚以前廣泛使用鉻鎂磚，為了避免cr6＋對環(huán)境的污染，目前許多研究者開發(fā)出了各種無鉻磚，如鎂鋯磚、高尖晶石磚等等。

通過感應(yīng)爐侵蝕試驗和顯微結(jié)構(gòu)分析,研究了高合金鋼精煉條件下鋼包鎂碳磚的侵蝕行為。結(jié)果表明:鋼包鎂碳磚侵蝕較快的主要原因是較高的精煉溫度,較長的精煉時間和較低的渣黏度。高合金鋼渣的黏度較低,使侵蝕速度加快;精煉溫度高加劇了mgo與c的脫碳反應(yīng),并且,隨著溫度升高,渣黏度降低,侵蝕加快;同時,精煉時間長也增加侵蝕程度。

對鋼包底吹用經(jīng)振動成型并燒成后的剛玉-尖晶石透氣磚的組成改變的研究結(jié)果進行了研究，引入富鋁尖晶石[m（al2o3）：m（mgo）=85：15]的剛玉-尖晶石透氣磚的抗渣性比引入接近化學計量比的鎂鋁尖晶石的透氣磚的抗渣性提高了2．5倍。該高級剛玉-尖晶石透氣磚在烏克蘭4家冶金公司使用，使用結(jié)果表明，透氣磚的使用壽命顯著提高。

精煉鋼包渣線受到真空攪拌的強烈沖刷,爐渣的嚴重的周期性熱循環(huán)損傷,使用條件十分苛刻。采用優(yōu)質(zhì)mgo-c磚使用效果良好。分析了影響精煉鋼包使用的因素。

精煉鋼包渣線受到真空攪拌的強烈沖刷，爐渣的嚴重侵蝕和周期性熱循環(huán)損傷，使用條件十分苛刻。采用優(yōu)質(zhì)mgo-c磚，使用效果良好。分析了影響精煉鋼包使用的因素。

研究了以硅微粉作結(jié)合劑，以四種外加劑在不燒高鋁礬土－尖晶石鋼包磚中的作用機理；闡明了硅微粉和糊精作復(fù)合結(jié)合劑時磚體強度和溫度之間的關(guān)系。生產(chǎn)的不燒磚在平爐鋼包渣線上使用，取得了較好效果。

氧化鋁尖晶石澆注料整體鋼包內(nèi)襯的施工與修補