对高炉出铁口无水炮泥的原材料、配比、生产工艺进行了介绍。目前在高炉大型化的条件下,炮泥必须向高强度、抗侵蚀、长寿命、环保化的方向发展,应着重改进炮泥的结构和性能,以生产出优质炮泥。
通过对闲置的水泥机立窑窑体、配料系统、供风系统、卸料系统等工艺设备进行技术改造,使其符合石灰煅烧工艺要求,综合利用粒径为10~20mm石灰石尾矿,生产出合格石灰。
为了消除回转窑生产石灰过程中可能产生的危险因素,避免发生事故,对生产各环节存在的安全隐患作了比较深入的分析,同时提出了具体安全措施。
介绍了湖南湘钢鑫通炉料有限公司250m3 1#机械化竖窑窑衬喷补修复技术的工艺流程、喷补过程的关键要点、相应的技术参数以及后续的烘炉制度等。窑衬经喷补修复后已经稳定运行1年,到目前尚未发现有喷涂料剥落现象发生。
以电熔镁砂为主要原料,研究了添加剂α-Al2O3和Cr2O3的加入量及加入形式对镁质材料高温蠕变性能的影响,还研究了在加入3%Cr2O3的基础上添加不同形式的Al2O3对镁质材料高温蠕变性能的影响。研究结果表明:随着Al2O3含量的增加,镁质材料的抗高温蠕变性能增强;添加3%Cr2O3的镁质材料其抗蠕变性能优于热风炉上使用的低蠕变高铝制品。
研究了尖晶石成分对镁铝尖晶石复合耐火材料性能的影响,耐火材料应用的MgO-MgAl2O4复合材料的制备以及添加硅酸锆和铬矿对镁铝尖晶石基耐火材料的显微结构和体积密度的影响。在采用断口显微分析进行热震处理前后,测定了镁铝尖晶石复合材料的断裂行为,还测定了断裂功、杨氏模量以及热震后残留的强度值。
通过对垃圾玻璃化炉内不同区域的耐火材料内衬进行分析,发现耐火材料的性能、窑炉设计及炉子的操作温度会影响到Al2O3-Cr2O3耐火材料内衬的剥蚀程度,对这几方面的改进,优化了耐火材料内衬的性能。
本文描述了一种钢包用多浸渍沥青结合白云石耐火砖的制备方法。将烧结白云石和煤焦油沥青的混合物制成砖样。混合物经热混并于压力151MPa时压制成型,砖坯于1 000℃烧成2h,烧后砖坯的空隙可被经低软化点煤焦油沥青多次浸渍后的碳所填充,每个浸渍阶段(30min)是在1 000℃煅烧后进行。含8%~12%煤焦油沥青结合剂并在108~151MPa压力下成型的砖样可以获得良好的耐压强度,然而,多次浸渍增加了烧后砖样的力学强度,提高了其抗水化能力(>45天)。将含10%煤焦油沥青于108MPa成型具有高抗水化性能的白云石砖样(常规条件下超过60天)与工业用砖的抗水化性能(30天)进行比较。本试验的砖样具有合理的密度和化学性能,良好的抗水化性能和优良的力学强度,完全满足炼钢工业钢包炉(LF)的要求。
研究了以软化点不同的几种沥青作为结合剂的碳结合喷补料的性能以及添加不同量的酚醛树脂添加剂的作用。由于这种新型的碳结合喷补料具有高粘结强度、高粘结率和较短的硬化时间,它已被应用于转炉中,并得到了良好的粘结能力、性能稳定性和较长的使用寿命。
论述了如何为玻璃工业组织不定形耐火材料及其制品的生产。介绍了硅酸铝质及碱性浇注料的试验和生产状况。
结晶器保护渣对稳定连铸和改善铸坯质量都非常重要。通过应用新开发的高粘度结晶器保护渣,大幅度减少了汽车钢板用低碳和超低碳钢薄卷板的夹杂物性缺陷和气泡性缺陷,提高了卷板质量。
具有特殊性能的耐火浇注料,其需求量越来越大,技术也在不断进步,其中一个最重要的方面就是对水硬性粘结料有了深入了解。这些材料对浇注料流变性和机械强度影响很大,分别对它们的可行性范围以及脱模时间进行了界定。水硬性粘结料的水化过程要受到存在的基质和添加剂(分散剂和促凝剂)的影响,并对定型体的凝固时间和脱模时间有所影响。本实验要通过温度测试、振荡电流和法向力测试来研究这些可变因素在铝酸钙水泥水化过程中的作用。这些手段可以估测不同粘结料在淡水中或者典型基质悬浮液中的硬化性。在两种情况下,分散剂在水化过程中产生了阻滞效应,在柠檬酸和柠檬酸二铵中更为显著。这些添加剂与促凝剂(Li2CO3)的结合是控制浇注料硬化时间的有效手段。
本文研究了在1 873K的温度下,随着CaF2含量的变化CaO-SiO2-MgO-CaF2系熔渣对氧化锆(部分氧化镁-稳定氧化锆)耐火材料的侵蚀行为。通过测试高温下此熔渣的熔点和汽化行为表征其侵蚀机理。采用HM(加热显微镜)进行侵蚀实验和熔点测定,并利用TG-DSC(微量差热分析和示差扫描量热法)研究其汽化现象,然后使用扫描电子显微镜能谱仪和电子探针分析熔渣对氧化锆的侵蚀界面。结果表明随着CaF2的增加,在熔渣和氧化锆耐火材料表面形成了3个不同的层,并且发现随着能促进中间氧化物分解的CaF2的增加,氧化锆耐火材料的侵蚀行为不断地加重。另一方面,随着CaF2含量的增加,CaO-SiO2-MgO-CaF2熔渣的熔点并没有持续降低。同时,在HM试验中发现CaF2含量过高会导致大量氟化物气体出现,这将会引起熔渣成分的逐渐改变并产生环境污染。这些研究结果表明,为了避免熔渣对氧化锆基耐火材料的严重损坏,可以添加适量的CaF2以提高熔渣的精炼能力。
研究空气中B4C/SiC/Al混合物在微波加热过程中的反应。确定了B4C/SiC/Al混合物生成了良好的致密化样品。烧成的样品由B4C基体制成,气孔由Al和B4C反应生成的产物和空气来填充。测出的相包括Al2OC、Al27O39N、Al10N8O3、Al3B48C和AlN。长宽比大的SiC晶粒在此环境中被保护以免氧化,起到了增韧填料的作用。
氧化钙被认为是一种热力学性能稳定的且性能优异的碱性耐火材料,尤其适用于真空或还原气氛下的二次炼钢工艺。然而,CaO在空气中易水化,限制了它的应用。本研究在1 600~1 650℃温度范围内利用二步煅烧法提高烧结CaO的抗水化性。第1步,在煅烧过程中,通过最佳温度的选择、急冷以及水化研制出高活性CaO。第2步,通过加入稳定的过渡金属氧化物和稀土氧化物添加剂,研制出高致密烧结CaO,且烧结CaO的粒度范围在80~120μm。50℃、相对湿度为92%的条件下检测烧结CaO的水化程度,时间为3h。结果显示,水化增重达到1.5%。利用烧结CaO制备的耐火砖在1 600~1 650℃温度内烧成。研制的氧化钙耐火材料的荷重软化温度为1 730℃。另外,由于烧结CaO的晶粒尺寸较大以及与熔渣接触的晶界面积较小,预计可提高抗二次精炼的侵蚀性。该氧化钙耐火材料除了具有优异的高温性能外,在空气中保存1个月强度却没有降低。当氧化钙耐火材料(没有任何涂层)用塑料袋包装时,其保存时间可以提高到90天。
通过对国内一些钝化石灰生产厂家的现场调研,对不同制粉设备的工作原理及制粉效果进行了介绍,并加以比较,以解决活性石灰制粉工艺中设备选型的问题。
从环锤式破碎机的结构入手,对设备的工作原理进行分析并改进设备,使设备能更好地在石灰生产线上稳定的工作。
邯钢矿业分公司600t•d-1麦尔兹石灰窑旋转布料器在生产过程中经常出现卡阻现象,严重影响活性石灰的产量和质量。通过研究分析,进行了几项技术改造,很好的解决了布料器卡阻问题,为生产顺行提供保障。
介绍了韶钢焙烧厂石灰竖窑烟气除尘工艺系统的技术改进历程,选用工艺先进的脉冲布袋除尘工艺取代水洗喷雾除尘工艺后,彻底解决了烟气外排超标的难题,取得了良好的除尘效果,实现了达标排放、清洁生产。
为了适应不同用户需要,采用空间煅烧方式,开发出了一种炉体呈阶梯形,采用推杆落料,适应多种燃料的投资较省、石灰活性度较高的新型竖窑,通过工业试用,取得了较好的效果,具有很好的推广应用价值。
通过选择最佳的原材料和烧成温度研发出长寿命、环保型滑板,使其在使用过程中挥发出的有毒物质降至最低。
开发了湿式氧化分解和电量测定法,该分析法不受含有的杂质的影响,可以定量分析碳化硅原料和碳化硼原料中的游离碳量,精确地求出碳化硅的纯度。
选择钢包内衬用耐火材料时,应主要考虑包衬的使用条件、对钢水纯净度的要求、钢包操作的安全性,以及最佳的单位产品的费用支出。在欧洲大多采用碳质、铝镁碳质及方镁石刚玉碳质耐火材料作钢包工作衬。在钢包及钢包炉中对钢水进行炉外精炼时,则推荐采用镁碳质耐火材料。
俄罗斯的波罗维奇耐火材料股份公司制定了玻璃熔窑蓄热室用镁锆英石制品的生产工艺并组织了生产。该制品的试验结果表明,与俄罗斯其他企业生产的类似的产品比较,该制品具有更大的优越性。所开发的镁锆英石耐火材料的优异性能如下:较高的机械强度、对侵蚀性碱类物质的作用具有较高的抗化学侵蚀性和抗冲刷性。物理化学试验及热物理性能试验的结果表明,采用此种制品砌筑玻璃熔窑蓄热室时显示出良好的使用性能。
在高铝浇注料中,由溶胶-凝胶体获得的尖晶石,其使用效果好于加入由水化尖晶石共沉淀方法制备的尖晶石。通过改进先质后制备的粉料证实了这种趋向。虽然用镁砂细粉合成的原位尖晶石-高铝浇注料的抗炉渣性能很好,但是与该浇注料相比,在耐火材料基质中采用凝胶法制备的纳米级尖晶石(MgAl2O4)改善了浇注料的性能。
为了提高钢包渣线内衬的寿命,探讨了进行炉外精炼时采用合成熔剂对造渣过程的影响。利用钙镁铝酸盐开发了新型合成熔剂,并对其进行了试验。试验表明,采用含钙镁铝酸盐的熔剂时能快速形成液态渣,如同采用铝酸钙熔剂。由于含钙镁铝酸盐的熔剂中MgO的初始含量较高,这使MgO-C砖的抗侵蚀性比采用含CaF2的炉渣时提高25%,而比采用含铝酸钙熔剂时提高15%。因此,钢包渣线内衬的使用寿命得到显著提高,吨钢耐火材料单耗下降。
用3种不同的碳源(活性炭、石墨和炭黑)与硅胶和硝酸铝混合以研究Al2O3-SiC纳米结构的形成。将所有的混合物于1 500℃下加热30min、45min和60min。结果显示平均直径为220nm、且成等轴分布、长宽比为1~1.2的Al2O3-SiC粉末只能由含炭黑(30%)的混合物于较短加热时间内合成。发现在含石墨的试样中SiC峰的强度是最强的,这归因于试样较高的初始密度。
对具有特殊性能耐火浇注料的要求越来越高,这样使技术保持着持续发展。目前对水硬性粘结料已有广泛了解。高氧化铝水泥仍然为浇注料的最重要的水硬性粘结料。不过,钙铝浇注料仍然表现出中温强度降低的特征,可能是受到浇注料化学添加剂的影响。因此,本文的目的是研究分散剂对具有烧成温度的耐火浇注料性能的影响。
借助X衍射仪(XRD)和具有能谱仪(EDAX)的扫描电镜,研究了粉状ZrSiO4和α- Al2O3间生成化学计量成分3 Al2O3?2SiO2的固态反应。在1 400~ 1600℃温度区间和0.5~60h的时间内获取了试验数据。结果表明,ZrSiO4和α- Al2O3反应形成晶体ZrO2和莫来石(基本为3 Al2O3?2SiO2成分)及SiO2- Al2O3非晶相(前驱莫来石)。在1 600℃时,反应最快的阶段是ZrSiO4的分解。试验结果表明锆英石的分解是一级反应。Al2O3颗粒的溶解和Al扩散到非晶相可能是反应最慢阶段。
测试锆石/碳化硅(30%)复合试样的抗热震性需要在高于1 000℃的温度下进行,并与气孔率值几乎相同的纯锆石试样相比较。结果证实了淬火试样的断裂应力未受到合成SiC微粒对淬火温度升高的影响。另一方面,发现重要的温差△T在复合物中要高于纯锆石试样,低于它时材料保持其初始强度。X-射线衍射分析显示了复合试样表面层的锆石分解并生成了由内核和外壳组成的试样。
对烧结氧化物亚微粉进行的研究揭示出早期显微结构演变,以及加热时的低温下转化。实验使用了氧化铝亚微粉,对空气、干燥空气、高真空(10-8atm)下于900~1 400℃烧结后显微结构的演变和致密化进行了描述。结果说明烧结气氛强烈地影响了低温收缩前颗粒尺寸的分布。收缩开始伴随着颗粒的长大,且烧结气氛对烧结动力学有所影响。
为了揭示宝钢石灰回转窑结圈机理,通过湿化学分析、X-射线衍射分析和扫描电子显微镜观察等手段分析了窑皮的化学组成、相组成和显微结构。高温模拟实验揭示:结圈形成条件是低熔物作为黏结相,煤燃烧后的灰分与氧化钙反应生成低熔点氧化物,这些低熔点氧化物黏结氧化钙,随着该过程进行,结圈物变厚。煤中灰分在高温下形成液相是燃煤石灰回转窑结圈的关键。
鞍钢集团耐火材料公司总结多年冶金石灰生产经验,实现了石灰成品筛下料、除尘粉、石灰石筛下料的回收利用,不仅实现资源的综合利用,减少废物排放,同时创造了可观的经济效益。
分析了活性石灰回转窑用耐火材料的损坏原因,认为炉衬的附着物质与氧化硅和氧化铁的反应有关,硅酸钙与CaO是结圈的主要成分。改善耐火材料可以提高其使用寿命。
用节能型立窑煅烧30~80mm的小块石灰石,月产生石灰8 000t,石灰CaO含量平均91%,活性度300mL,生过烧率≤8%。获得了可观的经济效益,减少了资源浪费,也降低了生产成本。
邯钢矿业分公司化验室通过实验,研究出优化酸碱滴定法测石灰活性度最佳条件和最合理方法。采用优化酸碱滴定测定法表明,将指示剂浓度增加10倍,可使终点颜色变化敏锐,解决了观察难的问题,提高了分析结果的准确性,有利于石灰质量的控制和提高。
以焦宝石、叶蜡石和黏土为原料制备了焦宝石基可塑料,对比分析了焦宝石基可塑料与铝矾土基可塑料的物理性能,结果表明:焦宝石基可塑料的物理性能略低于铝矾土基可塑料的物理性能,但是该可塑料成本较低,可部分替代铝矾土基可塑料应用于加热炉的低温段炉顶部位和烟道部位,使用效果良好。
为了更好地了解阳极焙烧炉烟道用耐火材料腐蚀机理,对用后样品和在实验室条件下钠气及一氧化碳的腐蚀做了研究。通过耐腐蚀试验,发现在阳极焙烧炉周围的被腐蚀的样品中形成了富钠的玻璃相。耐火材料基质中莫来石化的红柱石减少了钠气腐蚀时形成的玻璃相。为了提高其抗腐蚀能力,建议如下:1)原料中加入微量的红柱石和活性氧化铝以形成二次莫来石相;2)降低黏土含量以减少玻璃相的形成;3)优化烧结温度。
在生产耐火材料预制件和耐火浇注料的现场应用中,需要对流变特性特别是硬化时间进行控制。阐述了硬化改性剂及工作环境对性能产生的影响。为了提出脱模时间,需要确定生产耐火材料预制件所用的促凝剂的类型和添加量。
结合剂一般分为无机、有机和有机矿物,它们对性能、渣线的抗腐蚀性和去渣壳都有较大的影响。因为硅酸盐和磷酸盐结合有一定的副作用,因此对硫酸盐结合剂进行研究,例如氨基磺酸H2NSO3H、硫酸铝Al2(SO4)3、硫酸铵(NH4)2SO4、硫酸镁MgSO4、硫酸钙CaSO4、硫酸钠Na2SO4和硫酸钾K2SO4。在室温、110℃、1 100℃、1400℃进行热处理后分别测出常温耐压强度。本文还测出了无泥浆试样的显气孔率和体积密度及结合剂溶液的pH值,并进行了XRD和SEM研究。在这些硫酸盐结合剂中发现MgSO4最好。在低温下,它呈酸性,与碱性骨料MgO结合的最好。在高温下,它分解为MgO(固)和SO3(气),并且部分残留的MgO与氧化物晶核相同,没有腐蚀且易去渣壳。碱性结合剂例如硫酸钙、硫酸钠和硫酸钾与MgO骨料则没有形成较强的结合。
在水泥回转窑中采用多种不定形耐火材料,大多数情况下采用高铝质不定形耐火材料。文中介绍了向高铝砖耐火浇注料中加入SiC料在回转窑烧嘴中试用情况。
采用X-射线粉料衍射、差热分析、傅里叶变换红外线光谱以及热场发射扫描电子显微镜,研究了在大气气氛中通过一水乙酰丙酮锌的热分解来形成ZnO颗粒。通过在≥200℃的直接加热,生成了单相ZnO。分2个步骤制备了纳米级ZnO:(a)将一水乙酰酮锌加热到150℃,对水和有机相进行蒸馏;(b)进一步加热在300℃时获得先质。
通过化学气相渗透和反应技术(CVI-R)以纸预件为模板制备SiC-Si3N4生物陶瓷。为得到碳生物模板,首先将主要成分为纤维素纤维的纸在惰性气氛下热解而碳化,然后在过量氢气中用三甲基氯硅烷(MTS)进行渗透,在碳纤维上沉积一层Si/SiC层。最后,在含氮气氛(N2或N2/H2)中对Si/SiC母体陶瓷进行热处理,在1 300~1 450℃温度范围内,通过氮化硅反应成键(RBSN)工艺得到SiC-Si3N4陶瓷。
探讨了不同成分的电熔尖晶石料与水泥熟料之间发生相互反应的状况。查明了作为镁尖晶石耐火材料组分的尖晶石料的最佳抗侵蚀的配料组成。
向硅砖中加入的矿化剂分为氧化物型和氢氧化物型两种。加入金属加入剂可促进硅砖结构致密化、气孔率降低及体积密度提高。文中对各种加入剂的效果做了分析比较。
研究了向配料中单独加入或同时加入抗氧化剂Al和SiC对酚醛树脂结合的镁碳质耐火材料性能的影响,同时探讨了石墨变性处理的各种方法。
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