对水泥回转窑烧成带用耐火材料的使用条件和要求进行了分析,并对近年来水泥窑用镁铬砖、镁尖晶石砖、镁钙锆砖的应用进行了探讨,指出所存在的缺点及改进措施。认为其发展方向为镁钙锆砖及尖晶石砖,并对其应用前景进行了展望,希望实现水泥回转窑的无铬化。
针对石灰窑砌筑施工中常出现的问题进行总结,分析出砌筑质量对石灰窑的影响,提出相应的预防措施和解决办法。
简要论述了连铸炼钢中保护渣的作用以及用以生产该产品的一种新型专用设备的构造特点、工作原理、技术规格,并例举其实际数据及效果。该设备解决了目前保护渣生产混合设备难以选型及混合效果不佳的难题,具有广阔的应用前景。
通过对炼铁高炉渣、转炉渣和水泥熟料的组分进行对比分析,发现其组分比较接近。经初步探讨认为,优化高炉渣和转炉渣的成分,使两者在热熔状态下混合均匀,或同时配加部分矿物,可以生成和水泥熟料基本一致的组分。这样既充分利用了高炉渣和转炉渣及其余热,又减少了水泥熟料的资源消耗,达到了废渣综合利用、节能减排和低碳的目的。
简要介绍了PFL-1500立式复合破碎机的性能,复合破碎机在焙烧厂冶金石灰系统中的实际应用,以及在生产过程中常见的问题分析和相应的防治措施。
研究了CaZrO3-β-Ca2SiO4加入量及死烧镁砂对1 550℃下煅烧的、由MgO-CaZrO3-β-Ca2SiO4组成的复合材料的致密化参数、机械性能以及耐火性能的影响。采用X-射线衍射分析研究了这些复合材料的相组成。在1 550℃,用30min试验了复合砂试样与砖的耐硅酸盐水泥熔渣的性能。还检验了进行水泥熟料侵蚀试验前后试样的显微结构和成分。低熔点的镁硅钙石(大约1 550℃)在提高试样的致密化参数和机械性能上起到了作用,加入量达15%时,荷重软化点随着CaZrO3-β-Ca2SiO4(CZ-β-C2S)成分增加而提高。压实粉料的致密化和形成的粒度分布大幅度地影响了砖的物理机械性能和耐火性能。复合砂试样和砖还提高了耐硅酸盐水泥熟料的侵蚀性能。
介绍了炼钢炉渣的优化,分析并描述了炉渣,提出优化炉渣的特点和优势。指出持续监控、合理选择助剂、优化助剂处理工艺、维持炉渣环境是必要的。
与捣打施工法相比,塑性喷补施工法具有效率高的优点。品川耐火材料公司对喷补装置做了各种改进,有效地保护了操作人员的安全,回弹料的回收率提高,并减少了工程费用。附着率也可保证在70%以上,成功地开发了可抑制养生收缩率的喷补料。
冶金工业在应用耐火材料方面的主要趋势是如何降低耐火材料的单位消耗。采用不定形耐火材料可以大幅度地降低冶金工业用耐火材料的单位消耗。本文侧重探讨耐火浇注料和喷补料在研制与使用方面的进展。
通过计算焦炭填充部位和出铁口通道压损,分析了高炉出铁期间铁水/炉渣排出速度的变化情况。计算结果再现了高炉铁渣实际排出速度的变化和出铁时间的波动。结果发现,出铁时间不但受出铁口孔径扩大的影响,也受焦炭消耗量的影响。
含有MgAl2O4尖晶石的氧化铝耐火材料的使用导致工业用耐火涂层的寿命和产品质量获得重要突破。用活性氧化铝和白云石已经获得含有原位形成的尖晶石相的耐火水泥。α和γ晶型相比,γ-Al2O3在纯MgAl2O4尖晶石的合成和烧结方面具有优势。文中以两种晶型氧化铝作为原料,与白云石制备耐火水泥,对其效果进行比较。
含定向气孔的多孔镁尖晶石(MgAl2O4)在高压氩气和氢气混合气体中利用单向凝固法进行制备。在结晶试样中发现具有大方向性和小面结构的两种气孔。前一种气孔在多孔结构中占主要地位。通过在凝固过程中蒸发掉MgO从而在凝固多孔尖晶石中形成作为第二相的少量游离刚玉相。增大总气压,凝固试样的气孔尺寸减小,而气孔率保持不变。气孔率和试样的气孔尺寸随着氢气局部压力的增加而增大。在10%H2-90%Ar和1%H2-99%Ar混合气中所形成试样的气孔率分别为30%和10%,且在Ar气氛下的气孔率极低,甚至没有气孔。
研究了几种分散剂对Al2O3-SiC-C系超低水泥高铝浇注料自流性的影响。根据表观黏度、基质的pH值和浇注料的自流值来评价不同分散剂对高铝浇注料性能的影响。研究表明,在Al2O3-SiC-C系浇注料中,加入0.06%聚丙烯酸钠,浇注料的流动性最好。
研究了添加氧化钛对标准氧化铝瓷的显微结构和抗折强度的影响。通过挤压原料和TiO2的混合料,制备了含有不同量氧化钛的系列氧化铝瓷,在生产窑内按照工业化制度烧成瓷棒。定量分析了瓷件内的晶化程度和非晶相含量。结果表明,含有TiO2的瓷件内形成了大量莫来石。用场发射扫描电镜分析材料,表明含有TiO2的试样在早期长石颗粒区域出现了密度较高的二次莫来石晶体。测量含TiO2瓷件的力学性能,表明加入少量能提高标准瓷件的抗折强度。
对受到热冲击的耐火材料的显微结构做了分析,并研究了其弹性模量、切变模数、内部摩擦及泊松比等。
论述了制约500t•d-1套筒窑扩容至550t•d-1的主要因素,研究探讨了相应的技术改造方案,并成功组织实施了设备改造,取得了实绩效益。为同类窑型的改造及设计提供了较好的借鉴及指导意义。
硅质耐火泥在焦炉用耐火材料中与硅砖是同等重要的材料,对焦炉的寿命影响很大。为了使硅质耐火泥能够满足未来超大容积焦炉的使用需要,从配置硅火泥的原料入手,研究了各种因素对硅火泥性能的影响。
节能型立窑具有投资少、操作简单、建设周期短、能耗低等特点,更重要的是废气可以回收处理。窑体炉衬采用七层组合,保温性能好,可以采用价廉的无烟屑煤作燃料,生产中采用暗火操作,吨灰标煤消耗控制在145kg。实行暗火操作,燃料燃烧发出的热量能充分利用,石灰石进入窑内能充分预热。
窑车是隧道窑的重要组成部分之一,磨损窑车的及时修复及窑车在窑内的安全运行对隧道窑的正常运转及窑内的热工制度都有重要影响。我们采取焊补挡头铁的方法修复磨损窑车,使烧成状态更趋稳定,提高产品质量;通过采取对窑墙钻扒砂孔的措施,来察看及清除窑内积砂,确保窑车安全运行及隧道窑的正常运转。
介绍了二期镁白灰生产工程的工艺方案及建设投入。在生产过程中对冶金镁白灰的破碎工艺进行了优化。从建设投入及运行效果等方面阐述了新方案的工艺合理性及先进性。
以不同粒度氧化铝空心球为原料,以由二氧化硅微粉形成的凝胶为结合剂,制成了氧化铝空心球浇注料。在浇注料中添加电熔镁砂,研究电熔镁砂中的氧化镁对凝胶结合氧化铝空心球浇注料性能的影响。
阐述了硅渣用于轻质骨料生产的可能性。结果示出了所研究的硅渣可以作为生产轻质骨料的原料。本文还发现以下参数对工艺有着重要的影响:1)碱性原料的矿物组成;2)起泡剂;3)烧结/起泡的温度范围。硅渣中约含有70%石英,约5%~7%长石,余量为黏土。硅渣的颗粒尺寸低于100mm,其中58%低于20mm。为了提高骨料的性能,在硅渣中添加一些废料(纸浆、废玻璃)。依据造孔剂/起泡剂和烧结制度,可以得到密度在0.6~1.8g•cm-3的轻质骨料,并对其用作建筑骨料的适宜性进行了测试。
研究了炼铝炉用耐火材料的损毁机理,以及铝水与耐火材料之间的反应。研究结果表明,在炼铝炉熔池区域采用浇注料预制块作内衬是非常合理的,并具有较高的使用寿命。
为了提高钢质量,必须要改善结晶器保护渣性能,颗粒状结晶器保护渣可以保持良好的工作环境。然而,颗粒状结晶器保护渣保温性能不如粉末状保护渣。为了开发添加金属的放热型颗粒状结晶器保护渣,改善作业环境,开发了添加金属材料的结晶器保护渣新技术,使保护渣有足够热量,并能够改善钢质量。
论述了低水泥浇注料和超低水泥浇注料中形成莫来石相所需硅微粉和水泥的数量。适宜数量的硅微粉和水泥,所形成的莫来石相可以提高耐火浇注料的高温强度和抗热震性。
在二次精炼过程中,通过设置在钢包炉底中的底吹狭缝塞向钢水中喷吹惰性气体,如氩气或氮气搅拌钢水和精炼剂,以提高反应效率和使钢水温度均匀化。品川白耐火材料有限公司开发了新的狭缝式狭缝塞,其目的是获得钢包炉容量所要求的气体流量,在许多钢包精炼炉应用证明,结构先进的狭缝式狭缝塞使用寿命长,气体流量大。
Al2O3-SiO2-ZrO2系耐火材料应用范围广,特别被用作陶瓷辊,具有力学强度高、抗热震性能优良、耐碱类化合物侵蚀和高温蠕变率低的特性。Al2O3-SiO2-ZrO2系耐火材料性能很大程度上取决于其结晶相和玻璃相的总量和化学成分,采用定量XRPD和XRF研究了原料中Al2O3/SiO2比和氧化铝颗粒尺寸分布对结晶相和玻璃相的总量及其化学成分的影响。耐火材料由莫来石、刚玉、ZrO2的多晶体和总量各异的玻璃相组成。莫来石含量及其晶胞参数和成分随烧成温度改变,但主要受原料中Al2O3/SiO2比的影响。
为了研究高Mn不锈钢生产中MnO对MgO-C砖的蚀损速度的影响,将MgO-C耐火材料试样暴露于不同含量的MnO(高达26%)炉渣中。用过砖的显微结构表明,在耐火材料和炉渣的表面出现了许多富含Mn的金属颗粒而且形成了(Mg,Mn)O的固溶体,但是并没有观察到由于炉渣中MnO含量高从而导致蚀损速度明显加快的现象。关于耐火材料的蚀损问题,炉渣中MgO的含量是主要因素。通过将实验结果和动态计算结合起来,讨论了蚀损过程。
对相同组成的β-SiAlON结合Al2O3耐火材料在不同的温度和气氛下烧结进行了6种测试,从而确定了一种合理的相组成。用两种不同的电加热炉进行烧成,一种以石墨作为加热元件(炉G),另一种以MoSi2作为加热元件(炉M)。试样在氮气气氛中进行烧结,烧结温度1 400~1 650℃。电炉M中的氧分压通过使用炭床来控制。 实验结果显示,在烧结温度为1 400℃时,不能合成β-SiAlON;在1 650℃,不同的气氛导致合成不同的相,除了主要成分Al2O3外,这些相有β-SiAlON、X-SiAlON、莫来石、玻璃相、SiC和C。
进行了通过加入碳化硅的方法来改善硅质耐火材料热机械性能的试验,并评估了该种耐火材料的物理性能和热机械性能。
探讨了锆英石对氧化铝性能的影响。查明了能形成莫来石和二氧化锆的各组分的化学反应。还测定了所制成的复合材料的烧结性、线性热膨胀率、抗热震性、机械性能及介电性能。
以板状刚玉、氧化铝微粉、商品纳米碳酸钙、Alphabond300为主要原料,FS10为减水剂,制备了不同纳米碳酸钙含量的刚玉浇注料试样,并测定了其经1 000℃及1 600℃热处理后的显气孔率、体积密度和耐压强度。利用扫描电子显微镜观察了材料的微观结构。结果表明,在减水剂加入量一定时,随纳米碳酸钙加入量的增加,需水量逐渐增加,显气孔率逐渐升高,耐压强度也逐渐提高。在控制浇注料流动值基本一致的情况下,随纳米碳酸钙加入量的增加,显气孔率明显增大,耐压强度逐渐提高。
在刚玉质耐火材料的基质中引入硅粉和铝粉,通过原位氮化反应形成β-Sialon,并制备β-Sialon结合刚玉复相材料。研究了β-Sialon生成量对材料的物理性能、力学性能、热震稳定性等性能的影响。用XRD和SEM分析了材料的物相组成和显微结构。
以5~3mm、3~2mm、2~1mm、1~0.2mm粒度氧化铝空心球为原料,引入二氧化硅微粉制成凝胶结合氧化铝空心球浇注料,研究了预合成镁铝尖晶石对凝胶结合氧化铝空心球浇注料性能的影响。用各种耐火制品检测设备和仪器对引入不同量尖晶石的试样性能进行了检测。结合氧化镁-氧化铝-二氧化硅相图进行理论分析,结果发现:尖晶石的引入促进了浇注料中刚玉相的烧结,提高了凝胶结合氧化铝空心球浇注料的常温耐压强度和显气孔率,降低了浇注料的体积密度。尖晶石对凝胶结合氧化铝空心球浇注料基质具有强化作用,有利于提高浇注料的热震稳定性。
根据麦尔兹石灰窑特点,结合邯郸麦尔兹石灰窑生产经验,介绍了当11m卸料平台温度过高时需要检查的设备及采取的相应措施。控制好麦尔兹石灰窑11m卸料平台温度,有利于生产优质产品,并延长石灰窑的使用寿命。
介绍了用氢氟酸重量法直接测定工业硅中硅含量的方法。试样用硝酸和氢氟酸分解,使硅生成四氟化硅除去。然后进入高温炉中灼烧。根据氢氟酸处理前后的质量差,扣除铁氧化成三氧化二铁的增量,计算硅的质量百分数。本方法的相对标准偏差小于0.20%。
生产热风炉用硅质格子砖时,改变以往格子砖与其它砖型混装的装车方法,将其集中装于所选隧道窑窑车的二步炕部位,并对放砖方法进行了改进,不仅提高了格子砖的成品合格率,而且确保了其它砖型的成品率不受影响。
介绍了俄罗斯博洛维奇耐火材料股份有限公司生产的用于高炉炉底的莫来石制品。这种制品具有优良的物理化学性能,并能延长高炉的使用寿命。
不定形耐火材料广泛用于各种场所及各种用途。为了获得良好的施工体,需要合适的养生和干燥条件。快速干燥易使施工体爆裂或产生高压水蒸汽造成施工体微裂。对各个试样进行比较,研究了快速干燥对施工体品质的影响。
MgO-CaZrO3基复合材料骨料通过白云石和ZrO2的烧结反应制得。通过对烧结骨料MgO-CaZrO3体积密度、显微结构、热膨胀、断裂和抗热震性等一系列的表征,结果发现白云石的石灰相转化成了高熔CaZrO3,其较高的热膨胀性与MgO不匹配,产生骨料的抗热震性是由于晶界处微裂纹的作用。该产品可能作为水化和抗热震稳定的碱性耐火材料使用。
使用粒度不同的几种碳黑,开发了抗侵蚀性和抗热震性优良的浇注料。在工业炉应用中,磨损显著减少。而且,新开发的浇注料与普通浇注料相比,发生的裂纹也减少了。
研究了MgO和Al2O3的粒度对Al2O3-MgAl2O4-C耐火材料中的尖晶石形成及其伴随的重烧永久线变化和显微结构的影响,每次循环加热时,在1 600℃保温2h的条件下进行。结果发现,尖晶石的形成率及其伴随的体积膨胀非常依赖反应物的活性和粒度。当反应物很细以及活性大时,有大量的尖晶石形成;反之,反应物较粗且活性低时,尖晶石形成及其伴随的膨胀可以忽略不计。具有中等活性的氧化镁和氧化铝可形成具有最佳永久线变化率的耐火材料,且永久线变化率随着加热次数的增加不断增大。SEM照片显示,在Al2O3-MgAl2O4-C耐火材料中,尖晶石相在氧化铝晶粒之间形成,EDX分析表明,形成的尖晶石相基本上为化学计量比组成。
使用替代燃料代替传统的矿物燃料已经十分普遍。替代燃料是由城市的工业废料制备而成的,主要应用于水泥工业。在水泥窑中,经过共烧替代燃料获得热能,而灰分包裹在炉渣相中。但是,替代燃料的应用仍存在不良影响,它会降低火焰温度和热辐射率,并缩短耐火材料内衬的使用寿命。文介中绍了取自工业水泥回转窑的氧化镁-尖晶石砖的腐蚀,证实表面层存在的氯化物可以避免在烧结区形成稳定的渣壳而缩短耐火材料内衬的寿命。
红柱石的特点是传导性低、抗蠕变性高及受热时体积变化小。结合剂的种类显著地影响着红柱石砖的性能。在由Esteghlal型黏土和RR40型黏土组成的配料中,分别采用木质磺酸钙和膨润土作结合剂,将这两种配料制成的砖分别在1 000℃、1 200℃及1 450℃下进行烧成,并测定其体积密度、显气孔率和常温耐压强度。采用X射线衍射法鉴定了物相。研究结果表明,膨润土可以显著地改善此种耐火材料的质量,而木质磺酸钙只能改进其成型性能,但对其最终性能无影响。
本工作的目的旨在研究含有二氧化硅和莫来石的烧成高铝砖的性能。砖试样系通过混合、成型、干燥和在隧道窑中于1 450℃烧成等工序制成。测定了烧成高铝砖试样的体积密度、显气孔率、常温耐压强度、抗折强度及高温抗折强度,并研究了试样的微观结构及相组成分析,探讨了加入剂对热开裂的影响。
研究了两种纳米级添加剂对自流低水泥高铝耐火浇注料悬浮物的电导率的影响。为此,考虑使用了基于聚羧化物乙醚的FS 10和FS 20减水剂,评价了该浇注料的自流值、和易性和机械强度,测定了它们与电导率的关系。利用这些关系,确定了耐火浇注料用的添加剂的种类和最佳含量。如果基质悬浮物的电导率低于0.71ms•cm-1,那么就可以得到高铝低水泥自流耐火浇注料。采用0.08%的FS 20减水剂获得了浇注料的最佳自流性能、和易性和适当的机械性能。
本实验主要研究生产加工过程对堇青石-莫来石复合材料的影响。为此,本试验中使用两种不同的加工方法:第1种方法是通过带式浇铸法使堇青石和莫来石层进行原位合成堇青石-莫来石复合材料;第2种方法是通过预制的莫来石粉末以不同的百分含量(0~30%)加入到初始的堇青石粉末中获得所需的复合材料。试验结果表明:通过在堇青石泥浆中加入预先烧制的莫来石粉末所生产的复合材料比通过层压法加工混合所产生复合材料具有更好的致密性和机械强度。
MgAl2O4可以加快Al2O3-MgAl2O4-SiC-C耐火浇注料中二氧化硅的氧化。采用FactStage?誖软件进行了动态计算以便研究MgAl2O4对碳化硅氧化的作用。根据动态预测,在1 500℃的还原气氛下,没有证据表明尖晶石会直接影响碳化硅的氧化。在Al2O3-SiC-C浇注料成分中碳化硅含量的增加与莫来石和碳的反应有关。另一方面,在Al2O3-MgAl2O4-SiC-C浇注料成分中产生的碳化硅与来自于耐火材料中的液相二氧化硅和碳的反应有关,较低的碳化硅含量是由于耐火材料的相转变所致。
以煅烧高岭土、硬质黏土熟料、SiO2微粉等为主要原料,选用不同的结合剂和添加剂,研制出适合于焦炉炭化室炉壁喷补用半干法喷补料,此种焦炉热修补用喷补料加水量少、反弹率低、挂料时间长,达到并超过国外同类产品。
介绍了回转窑松套式滚圈与筒体垫板间间隙的重要性、理论值计算及检测间隙的几种方法。通过对回转窑现场实测标定数据的分析,证明了计算和检测方式的可靠性,同时介绍了调整间隙的方法。
针对镁质预制件生产过程中遇到的常见问题进行了探讨并提出了相应的处理方法,对镁质预制件的生产有一定的参考价值。
以黏土、蓝晶石等为原料,单纯以锯末为造孔剂,研制环保节能型轻质莫来石保温砖。通过对该产品的体积密度、导热系数等性能的测试,表明在合适的工艺条件下,可制得密度为0.57g•cm-3、400℃导热系数为0.16W•(m•K)-1的轻质保温砖,具有成本低、节能环保的优点。
通过对燃煤石灰回转窑尾气的分析,得出结论:回转窑尾气可以用作煤粉制备系统的烘干煤粉介质,这不仅充分利用了回转窑尾气余热、节能降耗,而且还因为回转窑尾气氧含量低,大大提高煤粉制备系统的安全性。
以棕刚玉和碳化硅为主要原料、铝酸钙水泥为结合剂,制备出了一种高强度的刚玉碳化硅浇注料。通过优化颗粒级配,调整水泥和复合微粉的加入量,测定试样在各种因素影响下的常温和高温强度。结果表明,研制出的刚玉碳化硅浇注料既具有较高的常温强度,又具有很高的高温强度。
对于炼钢工业中使用过的耐火材料,其典型的处理方式是采用填埋法。由于环保要求不断提高,故在全世界范围内正在努力开发可以选择的、环境适宜的、经济可行的回收利用方法。由于在高温时的化学反应,使用过的耐火材料发生了显著的化学变化。文中介绍了将废弃的铝碳耐火材料回收利用,以一定比例与未用过的耐火材料混合,研究了其高温损毁程度和铁水渗透深度的变化。
通过添加SrSO4和BaSO4提高硅酸铝耐火材料对熔融铝的抗侵蚀性。莫来石及加入20%SrSO4或BaSO4的莫来石样品在1 400℃下烧制6h。分别在900℃、24h和900℃、2h的条件下与熔融纯铝及Al-7.5%Si进行侵蚀和湿润实验。莫来石试样中的侵蚀层(≥2mm)比含有SrSO4和BaSO4的莫来石试样中的要厚(<50μm)。在与纯铝和Al-7.5%Si合金的实验中,含有SrSO4和BaSO4的莫来石试样的接触角(约118°和149°)都要高于莫来石试样(约109°和127°)。接触角的增加以非润湿效果的方式提高了莫来石样品的抗侵蚀性。
Al2O3-MgO-C砖广泛用于钢包内衬的金属线。品川白耐火材料有限公司开发出了一种高耐用性轻质Al2O3MgO-C砖——CALEAD。CALEAD的质量比普通Al2O3-MgO-C砖低10%,导热系数和体积密度均低于普通产品,其他性能基本相同。
采用莫来石硅质纤维和镁质结合剂开发了耐火隔热材料。对制取的隔热材料的性能及在加热过程中结合剂组成的变化做了研究。研究结果表明,采用镁质结合剂可以制成具有较高的物理机械性能及隔热性能的材料。
镁铬砖和白云石砖属于无碳材料,已被广泛用于冶炼超低碳钢的钢包内衬。但是,它存在渣侵润和易剥落的缺点。文中介绍了新开发的超低碳MgO-C砖,这种砖可抑制钢水增碳,具有良好的抗渣侵润性和抗热震性。
介绍了添加剂对增加硅酸铝-SiC-C不定形耐火材料的常温耐压强度(CCS)和体积密度(BD)的影响。本工作分别使用65%的伊朗黏土(试样A)和65%的中国矾土(试样B)与15%的含SiC的再生料(破碎的匣钵)、10%的焦炭细粉制成骨料(总量为90%)。利用90%的骨料与10%的甲阶酚醛树脂结合剂制备两个系列的含碳不定形耐火材料。将不同的添加剂(如硅和硅铁金属)添加到混合料中。测量经200℃、2h干燥后和1 100℃、2h及1 400℃、2h烧后试样的体积密度、显气孔率以及常温耐压强度。在200℃的低温下,Si和硅铁合金导致在丙阶酚醛树脂结构中形成较强的交联作用,从而使常温耐压强度值高达65MPa。在1 400℃时,由于Si和FeSi2的存在,形成纳米尺寸的SiC晶须,添加6%硅铁合金的试样的常温耐压强度值提高到原来的3~4倍。
研究了对于含有一系列骨料、细粉、最小加水量、无水泥和外加剂的全铝质自流浇注料,为提高其新拌浆体的流动性以及烧后强度而设计的优化方案。自流的细粉基质被单独优化,并保持不变。改变骨料与基质加入比例,从而改变其比表面积和骨料颗粒之间距离。随后在基质加入量最优化并保持恒定的条件下,研究了骨料的粒度组成对新拌浆体和浇注料烧后性能的影响。得出结论:比表面积和最大浆体厚度对浇注料的流动性参数有较大影响。
报道了不同含量硅灰(SF,0~10%)、纳米二氧化硅(NS,1%)和超级增塑剂(SP,0~0.4%)对硅酸盐水泥料浆流变性能的影响,水胶比(W/B)为0.4。使用同心圆筒形流变仪,施以最大为100s-1的剪切速率。SP减小滞后面积,而SF和NS增加滞后面积。添加NS的样品在下降曲线中表现为高斜率,而添加SF和高剂量SP的样品显示出较低的数值。在实验中,由于采用Bingham模型屈服应力的结果为负值,因此使用Herschel-Bulkley模型。在流动试验中,铺展值的变化规律不符合线性回归模型。本研究中,使用商用的SF和NS。
熔融石英由于具有可以忽略的热膨胀系数和轻质量,在高温和航空方面有潜在应用。然而,熔融石英受到自身脆性的影响,可利用纤维增韧。研究了加入不同形式的碳纤维对机械性能和熔融石英析晶造成的影响。析晶温度高于完全烧结的温度。熔融石英的抗压强度和模量明显增大,韧性也得到了充分的提高。
在典型的温度范围内对过渡带和烧成带(1 200~1 450℃)的烧结材料进行粉末测试和涂覆测试,以研究水泥窑材料对碱性耐火材料的化学腐蚀。测试的碱性耐火材料是镁尖晶石(MSp)和镁锆(MZ)耐火砖。用XRD和SEM-EDS技术观察已使用的和所测试到的显微结构,经1 200℃下测试后在MSp(含或不含ZrO2)砖的试样中检测到的新相有二元相(C12A7,CaZrO3)和三元相(C2AS或C3MS2)。在1 300℃和更高温度下进行测试,检测到三元相C7A3Z和CaZrO3以及四元相Q-C20A13M3S3或C6A4(M,F)S。腐蚀测试温度升至1 300℃,试样中生成C3A3•CaSO4相。MZ砖试样中形成的新相有熟料相[β-C2S、C3A和C2(A,F)/C4AF]和C7A3Z相。
研究了加入未经稳定化处理的ZrO2对镁尖晶石耐火材料的性能和微观结构的影响。向镁尖晶石耐火材料配料中加入2%~8%ZrO2制备试样,成型的试样于1 740℃在隧道窑中烧成,测定了其物理性能和热机械性能。试验结果表明,向配料中加入5%未经稳定化处理的ZrO2,可降低其开口气孔率及提高机械强度。由于形成立方晶系ZrO2结构,有助于改善耐火材料的抗热震性、热机械性能和抗侵蚀性。
邢钢现有1座石灰套筒窑,日产能力500t,其中冶金石灰约450t供炼钢使用,粉灰约50t供烧结使用。为了验证套筒窑冶金石灰CaO含量的控制指标,对冶金石灰进行了煅烧试验。试验发现:将冶金石灰CaO含量控制在88%~89%,无论是从节能降耗方面,还是从炼钢化渣效果方面都是可行的。
新疆博州西部矿业有限公司活性石灰生产线是由两条日产600t的活性石灰回转窑组成。该工程遵循以往工艺设计并结合当地实际情况,经现场调试成功已投入生产。
通过总结400t•d-1和500t•d-1麦尔兹石灰窑运行经验与教训,对600t•d-1麦尔兹石灰窑进行了工艺改进,取得了明显效果。
借助SEM和XRD等方法,研究了不同用量的A、B、C 3种微粉添加剂对RM45微观结构和性能的影响。结果表明:加入A、B、C 3种微粉添加剂均可以改善RM45微观结构,减少方石英相的生成。但以C添加剂效果最好。在RM45的原料中加入C后,消耗多余的部分SiO2,形成低熔点固溶物,使RM45内部无方石英相的生成。其性能可以与英产Molochite相媲美。
介绍了马钢耐火材料公司80m长小断面隧道窑的烘窑过程和烘窑要点,指出要做好前期准备工作,准确控制温度和压力,确保烘窑过程的顺利进行。
分析了现有燃气石灰竖窑的现状,提出了燃气石灰竖窑以焦炉煤气为燃料煅烧石灰应注意的问题及应采取的措施。
不透水性是黏土质炉顶砖的一个重要的性能。砖体随时间而降低的渗水性是砖体内气孔封闭过程的典型特征。由2种不同类型的原料混合物,在实验室炉中于800℃、900℃、1 000℃下煅烧生产的黏土质炉顶砖试样,测试其渗水性和气孔率等性能。砖体内气孔封闭过程尤其受到游离CaO的影响。在较低温度下煅烧后,以黏土砖为基础、方解石含量高的砖体表现出相当程度的内部气孔封闭。来自方镁石分解和钙水化物Ca(OH)2的游离CaO发生水化引起了砖体内气孔封闭,与CaO相比,它在增大砖体内毛细孔的体积后将其封闭。
研究了黏土结合碳化硅耐火材料的性能。在1 500℃下烧结制备含20%~60%SiC的碳化硅、黏土熟料和黏土的压块。分析烧结压块的物理、机械和耐火性能,并讨论了相组成的变化。含有20%SiC和40%SiC的耐火材料,在一定载荷下具有高密度、高耐火度,并且有较好的抗腐蚀性能,常常被用于高炉内衬中。在陶瓷工业中,含40%SiC和60%SiC的耐火材料,由于其中SiC的含量很高,在一定载荷下具有较好的热震稳定性、抗氧化性和耐火度,因此常被作为窑车和烧箱使用。
由于能形成铝酸钙液相,CaZrO3-βCa2SiO4-C复合耐火材料被用来防止或降低水口堵塞。研究了基于不同粒度级别的CZ-βC2S和石墨的配方对致密度参数、常温耐压强度和抗热震性能的影响。同时,对添加抗氧化剂B4C前后的配方进行了抗氧化试验。结果表明:中颗粒尺寸含量较高的配方具有好的体积密度、显气孔率和常温耐压强度,而碳含量高的配方致密化程度低。同时,B4C增强了研究试样的抗氧化性能。
烧结白云石的水化作用所导致的砖体结构恶化和生坯强度下降是白云石质耐火制品中一个普遍存在的问题,而使用适当的结合剂有助于保护烧结白云石。对烧结白云石制品中的不同结合剂(A型树脂、B型树脂、焦油和石蜡)进行了评定。用常温耐压强度、生坯试样直径随时间的线性变化以及经过1 400℃煅烧后的性能等指标选出最适合烧结白云石的结合剂。结果表明,石蜡更有助于生坯试样的抗水化作用,而用A型树脂做结合剂的试样在煅烧后性能最好。
铝酸钙水泥(CAC)和水合氧化铝(HA)在含水悬浮体中的作用是用来改善氧化镁水化反应的性能。利用所测pH值、表观体积膨胀、机械强度和气孔率以及水化-脱水实验来说明结合剂量的变化对耐火浇注料水化反应的影响。把对无结合剂、无MgO、无MgO和结合剂的试样所进行的测试作为参考。结果发现,通过使用结合剂并控制其添加量可以把MgO水化反应的有害影响尽可能降至最低。
碳化硅纳米粉是基于燃烧的方法合成的,燃烧合成在还原SiO2-Mg-C系统中进行,具有不同形态和平均粒径尺寸的二氧化硅粉作为初始粉末。结果说明,甚至可以用微米级的二氧化硅来合成纳米级的碳化硅粉。然而,合成的SiC颗粒的比表面积随二氧化硅前躯体粒径的减小而增大。对燃烧波中碳化硅的形成机理也进行了讨论。
超细ZnAl2O4尖晶石水凝胶前体由Zn2+和Al3+的混合盐溶液合成,是纯氧化铝系统中的结合材料和烧结剂。800℃下水凝胶粉末是一些轮廊分明的ZnAl2O4尖晶石相。在氧化铝粉中加入小比例的前体并在不同温度下(1 350~1 500℃)煅烧制备了氧化铝密实体。测试烧后收缩率、显气孔率、体积密度和常温耐压强度以研究其致密化程度。
按照不同的实验方案对碳化硼原料进行烧结,结果发现在2 108~2 226℃下进行无压烧结能得到高纯碳化硼制品,使用Al气和由SiC制得的Si气做为助烧结气,在2 226℃可得到高致密性的B4C制品,体积密度为2.455g?cm-3,约为理论密度的97.4%。
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