天然氣反吹條件下剛玉-尖晶石質(zhì)鋼包透氣磚損毀分析

對(duì)砌筑在150t精煉鋼包的澆注成型和機(jī)壓成型兩種免燒剛玉-尖晶石襯磚的用后殘磚進(jìn)行了顯微結(jié)構(gòu)分析,探討了其蝕損機(jī)制。結(jié)果表明:澆注成型襯磚的反應(yīng)滲透層較厚,且cao含量隨著滲透深度的增大而逐漸減小,隨著渣滲透、侵蝕的持續(xù)進(jìn)行,熱面處逐漸形成的致密層在經(jīng)受熱震后可能會(huì)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)剝落;機(jī)壓成型的襯磚反應(yīng)滲透層較薄,抗渣滲透性能和抗侵蝕性能較好,反應(yīng)滲透層與原磚層間出現(xiàn)裂紋可能導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)剝落是其主要的損毀機(jī)制。

以白剛玉、棕剛玉為主要原料,加入適量的結(jié)合劑、促燒劑和外加劑等制成一種適用于鋼包透氣磚填縫用的剛玉搗打料。在本鋼煉鋼廠180t鋼包上使用結(jié)果表明:采用剛玉搗打料消除了包底磚熱膨脹對(duì)透氣磚產(chǎn)生的剪切應(yīng)力影響。透氣磚吹通率和使用壽命均有大幅提高。

烏克蘭耐火材料研究院研究了含有不同尖晶石的剛玉一尖晶石材料的性能。試驗(yàn)用主要原料為電熔剛玉、w（α-al2o3）≥95％的氧化鋁粉以及不同組成的鋁鎂尖晶石。分散劑采用安邁公司生產(chǎn)的分散氧化鋁ads1和adw1。

不同組成的鋁鎂尖晶石對(duì)剛玉-尖晶石透氣磚抗渣性的影響

采用自流澆注工藝砌筑透氣磚套磚,提高了鋼包使用的安全性,降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度,減少了非計(jì)劃停罐,提高了鋼包的使用壽命。

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(jī)壓無(wú)碳剛玉-尖晶石不燒磚。性能檢測(cè)結(jié)果表明,研制的無(wú)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(dāng)無(wú)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?jǐn)?shù)分別為4%和20%時(shí),研制磚的性能最佳;生產(chǎn)應(yīng)用結(jié)果表明,無(wú)碳鋼包磚在攀鋼120t鋼包上使用壽命達(dá)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(duì)鋼水的增碳作用,降低鋼包外殼溫度。

根據(jù)鋼包底吹透氣磚座磚及磚芯的損毀機(jī)制,開(kāi)發(fā)出專用的干式修補(bǔ)料。該修補(bǔ)料流動(dòng)性好,強(qiáng)度高。在分體式底吹座磚上使用的平均壽命達(dá)到16.7爐,達(dá)到了預(yù)期要求(使用壽命≥12爐);在整體式底吹座磚上使用的平均壽命達(dá)到25.33爐,滿足了澆注料鋼包一次上線使用壽命(即鋼包上線使用過(guò)程不需下線中修壽命90爐)的要求。

近年來(lái),lf、vod爐底吹氬工藝多采用狹縫式透氣磚,日本tyk公司的技術(shù)人員研究了狹縫寬度、長(zhǎng)度以及材質(zhì)對(duì)透氣磚抗鋼液浸潤(rùn)性的影響。選用質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為75%的剛玉骨料、18%的al2o3微粉、7%的鋁酸鈣水泥制備了剛玉質(zhì)透氣磚。鋼液浸潤(rùn)試驗(yàn)采用回轉(zhuǎn)抗渣法。其試驗(yàn)條件和試驗(yàn)結(jié)果如下:(1)固定狹縫長(zhǎng)度為15mm,寬度分別為0.13、0.2、0.3、

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(guò)xrd、sem和edax分析了尖晶石的晶粒尺寸、晶格畸變對(duì)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(qiáng);(2)晶格畸變較大時(shí),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(qiáng);(3)尖晶石的晶格畸變影響試樣的抗?jié)B透性能,當(dāng)晶格畸變較大時(shí),可吸收渣中更多的陽(yáng)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(jìn)一步滲透。

以白剛玉、板狀剛玉、鎂鋁尖晶石、氧化鋁微粉為原料,研究了不同尖晶石添加量對(duì)剛玉尖晶石磚性能的影響,通過(guò)對(duì)比試樣的顯氣孔率、體積密度、常溫耐壓強(qiáng)度、高溫抗折強(qiáng)度、抗熱震性能和抗lf爐渣侵蝕性能,表明尖晶石添加量在10％～20％之間剛玉尖晶石磚的各項(xiàng)性能指標(biāo)優(yōu)良.

原料有電熔剛玉顆粒(粒度分別為1.0~0.5、0.75~0.45、0.65~0.3和0.5~0.2mm),剛玉微粉(平均粒度3.5μm)以及n(zrb2)∶n(al2o3)=3∶5的zrb2-剛玉復(fù)合粉。試樣按照顆粒與細(xì)粉質(zhì)量比為75∶25配料后,外加1%的有機(jī)結(jié)合劑和7%的磷酸鹽,在100mpa壓力下擠壓成型為36mm×36mm試樣,經(jīng)120℃24h干燥后,于1600℃保溫3h埋炭燒成。結(jié)果表明:(1)隨著剛玉粒度的減小,透氣磚氣孔平均直徑減小,顯氣孔率有所增大,隨著剛玉粒度的減小,耐壓強(qiáng)度增大,以0.5~0.2mm的顆粒制成的剛玉試樣的耐壓強(qiáng)度最高,其大顆粒與基質(zhì)結(jié)合緊密,基質(zhì)均勻,沒(méi)有明顯的粗大氣孔;(2)以粒度為0.5~0.2mm的剛玉顆粒制成的煉鋁工業(yè)用剛玉-zrb2透氣磚使用效果良好,沒(méi)有出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象,使用壽命超過(guò)了設(shè)計(jì)要求。

申請(qǐng)?zhí)?cn201210240937.7公開(kāi)號(hào):cn102807379a申請(qǐng)(專利權(quán))人:山國(guó)強(qiáng)本發(fā)明涉及一種含納米白云石的剛玉尖晶石質(zhì)澆注料及其制備方法。本發(fā)明以目前常用的剛玉尖晶石質(zhì)澆注料為基礎(chǔ),通過(guò)加入納米白云石粉體,引入尖晶石、六鋁酸鈣為晶種,采用高效分散劑和合適的混料工藝制備出了含納米白云石的剛玉尖晶石質(zhì)澆注料。本發(fā)明既避免了通過(guò)加鎂砂原位生成尖晶石時(shí)氧化鎂水化對(duì)澆注料施工性能的不利影響,又提高了目前剛玉尖晶石

申請(qǐng)?zhí)枺篶n201210240937．7公開(kāi)號(hào)：cn102807379a申請(qǐng)（專利權(quán)）人：山國(guó)強(qiáng)本發(fā)明涉及一種含納米白云石的剛玉尖晶石質(zhì)澆注料及其制備方法。本發(fā)明以目前常用的剛玉尖晶石質(zhì)澆注料為基礎(chǔ)，通過(guò)加入納米白云石粉體，引入尖晶石、六鋁酸鈣為晶種，采用高效分散劑和合適的混料工藝制備出了含納米白云石的剛玉尖晶石質(zhì)澆注料。本發(fā)明既避免了通過(guò)加鎂砂原位生成尖晶石時(shí)氧化鎂水化對(duì)澆注料施工性能的不利影響，又提高了目前剛玉尖晶石質(zhì)澆注料的抗渣性能和抗熱震性能。本發(fā)明所制備的含納米白云石的剛玉尖晶石質(zhì)澆注料可廣泛應(yīng)用于鋼鐵、有色、陶瓷和石化等高溫工業(yè)領(lǐng)域，也可應(yīng)用于透氣磚等澆注成型后燒成的耐火材料產(chǎn)品。

透氣磚在使用過(guò)程中,由于渣的滲透和侵蝕形成變質(zhì)層,在熱應(yīng)力作用下變質(zhì)層剝落影響使用壽命。研究了不同基質(zhì)體系對(duì)剛玉質(zhì)透氣磚抗渣性的影響,并探討了其抗渣機(jī)理。在基質(zhì)中添加cr2o3和尖晶石能顯著提高其抗渣性。添加適量尖晶石效果最好,其原因是在與渣的反應(yīng)層表面形成尖晶石致密層,阻止了渣的滲透。

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?jǐn)?shù)分別為0、1.5%和3%)對(duì)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(duì)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(qiáng)度,對(duì)1400℃燒后的冷、熱態(tài)抗折強(qiáng)度影響不大,但1600℃燒后冷、熱態(tài)抗折強(qiáng)度降低。加入3.0%的白云石微粉使各試驗(yàn)溫度燒后澆注料的線變化率增大且不利于澆注料強(qiáng)度的提高。與1400℃燒后相比,1600℃燒后所有試樣冷、熱態(tài)強(qiáng)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(qiáng)度保持率,但試樣熱震前后的抗折強(qiáng)度均明顯降低。

為了實(shí)現(xiàn)鋼包用透氣磚的無(wú)鉻化,以板狀剛玉(6～3、3～1、≤1mm)為骨料,板狀剛玉細(xì)粉(≤0.044mm)、α-al2o3微粉(≤5μm,d50=2.01μm)、鎂鋁尖晶石細(xì)粉(≤0.044mm)、電熔鎂砂細(xì)粉(≤0.044mm)為基質(zhì),以純鋁酸鹽水泥為結(jié)合劑,將骨料和基質(zhì)的質(zhì)量比固定為70:30,通過(guò)研究電熔鎂砂細(xì)粉加入量(其質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%、2%、3%、4%、5%)對(duì)鋁鎂質(zhì)透氣磚性能的影響,研制了鋁鎂質(zhì)透氣磚,與鉻剛玉質(zhì)透氣磚的性能進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明:加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的電熔鎂砂細(xì)粉,試樣的力學(xué)性能提高,抗熱震性增強(qiáng);進(jìn)一步增大電熔鎂砂細(xì)粉的加入量,由于原位鎂鋁尖晶石的生成量過(guò)多,微裂紋發(fā)展成為破壞性裂紋,試樣的強(qiáng)度急劇降低,體積密度下降,試樣的加熱永久線變化增大,抗熱震性先增強(qiáng)后減小,高溫抗折強(qiáng)度下降。通過(guò)鉻剛玉質(zhì)透氣磚和鋁鎂質(zhì)透氣磚性能及現(xiàn)場(chǎng)試用情況的對(duì)比,認(rèn)為鋁鎂質(zhì)透氣磚可代替鉻剛玉質(zhì)透氣磚使用,實(shí)現(xiàn)透氣磚的無(wú)鉻化。

首先研究了單一和復(fù)合促凝劑對(duì)純鋁酸鈣水泥凝結(jié)和硬化速率的影響,在此基礎(chǔ)上,研究了復(fù)合促凝劑中naoh與naalo2的質(zhì)量比對(duì)該水泥質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%的剛玉-尖晶石澆注料性能的影響。結(jié)果表明:li2co3和lioh對(duì)水泥的促凝作用比naalo2和naoh更顯著,且促凝劑的添加量越多,水泥凝結(jié)所需時(shí)間越短;不同naoh與naalo2質(zhì)量比的復(fù)合促凝劑均能使水泥的凝結(jié)和硬化速率加快,但促凝劑中na+的引入使?jié)沧⒘系目箯潖?qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、熱震穩(wěn)定性降低,而體積密度、顯氣孔率、抗渣蝕性能變化不大。

天津鋼管公司的鋼包底部碳磚蝕損嚴(yán)重影響了鋼包的使用壽命。通過(guò)分析包底用鋁鎂尖晶石碳磚的損毀機(jī)理,在其它原料配比不變的情況下,研究鎂砂細(xì)粉、鋁鎂尖晶石和復(fù)合添加劑的加入量對(duì)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(shí)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。

對(duì)狹縫式透氣磚在大型精煉鋼包中的損毀原因進(jìn)行了分析,熱應(yīng)力和強(qiáng)大的沖刷磨損作用是兩個(gè)主要因素。對(duì)狹縫式透氣磚使用中影響其透氣性能的各種因素加以分析后認(rèn)為,除了透氣磚本身狹縫的尺寸、鋼水溫度、鋼水種類外,操作過(guò)程和使用中受保護(hù)的程度也是影響透氣性能的重要因素。

目前使用的al2o3-cr2o3質(zhì)鋼包透氣磚存在兩大問(wèn)題：一是鋼水滲透后影響透氣效果,二是cr2o3對(duì)環(huán)境有害。為此,日本rozai公司研制了一種mgo質(zhì)透氣磚。試驗(yàn)原料有電熔鎂砂、鋯英石粉、燒結(jié)氧化鋁、水合氧化鎂、黏土、木質(zhì)素磺酸鈣、木屑和球狀聚苯乙烯。試驗(yàn)設(shè)計(jì)了鋯英石粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為8%、10%、12%的試樣以及加入木屑和球狀聚苯乙烯調(diào)整透氣性的試樣，

故障點(diǎn) 缺缸 燃?xì)饴饭獠蛔?電控調(diào)壓器損壞 燃燒不良 點(diǎn)火系統(tǒng)故障（點(diǎn)火線 圈、火花塞） 排氣堵塞 混合不良 同步錯(cuò)誤 進(jìn)氣管壓力傳感器參數(shù) 異常 缸蓋故障 轉(zhuǎn)速信號(hào)干擾 檢測(cè)方法及處理方法 一般表現(xiàn)為：轉(zhuǎn)速會(huì)波動(dòng)較大（大于10轉(zhuǎn)），同時(shí)電控調(diào)壓器實(shí)際值在 怠速時(shí)波動(dòng)過(guò)大（正常波動(dòng)在0.1以內(nèi)，故障車波動(dòng)大于0.3——與目標(biāo) 值對(duì)比）。斷缸測(cè)試有某些缸不工作，外掛測(cè)試此缸是否跳火，如果不 跳火與正常缸對(duì)調(diào)火花塞點(diǎn)火線圈，如果仍舊不跳火，測(cè)試此缸的點(diǎn)火 控制線是否正常，若正常為此缸的點(diǎn)火模塊損壞，更換控制器。若外掛 跳火正常，則常見(jiàn)的原因?yàn)椋哼M(jìn)氣管墊片漏氣（可觀察或者使用鐵絲、 塞尺劃一圈檢查）、氣門間隙過(guò)小（注意此現(xiàn)象測(cè)量缸壓也是正常的） 觀察診斷軟件上的電控調(diào)壓器實(shí)際出口壓力值在大負(fù)荷時(shí)（如掛上高檔 爬坡，嚴(yán)重時(shí)車輛會(huì)報(bào)1172故障，或者在原地急加速即出現(xiàn)故障）是否 明顯持續(xù)低

以板狀剛玉為骨料,電熔白剛玉、電熔尖晶石、al2o3微粉和純鋁酸鈣水泥為基質(zhì),研究了純鋁酸鈣水泥加入量對(duì)剛玉-尖晶石澆注料抗侵蝕性能的影響.結(jié)果表明:純鋁酸鈣水泥加入量為4%時(shí),澆注料的侵蝕、滲透指數(shù)最大,抗渣侵蝕性能最差;水泥含量≥6%時(shí)抗渣侵蝕、滲透指數(shù)明顯下降,抗渣性逐漸改善.水泥加入量影響澆注料的抗侵蝕性能主要與基質(zhì)中的物相組成和顯微結(jié)構(gòu)有關(guān).隨水泥加入量的增加,水泥中的cao與al2o3反應(yīng)形成六鋁酸鈣,基質(zhì)中剛玉的含量減少;渣中的cao與剛玉顆粒反應(yīng)形成六鋁酸鈣,產(chǎn)生體積膨脹堵塞氣孔,抑制了渣的滲透,使得抗渣侵蝕性能得到改善.