尖晶石性質(zhì)對剛玉尖晶石不燒磚抗渣性的影響

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剛玉尖晶石磚性能的影響,通過對比試樣的顯氣孔率、體積密度、常溫耐壓強度、高溫抗折強度、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性能指標優(yōu)良.

研究了不同種類尖晶石及其加入量對鋁尖晶石炭磚抗法性能的影響，分析了鋁尖晶石炭磚的抗渣機理。

研究了不同種類尖晶石及其加入量對鋁類晶石炭磚抗渣性能的影響，分析了鋁尖晶石炭磚的抗渣機理。

本課題研究了不同種類晶石及其加入量對鋁－尖晶石碳磚抗渣性能的影響，分析了鋁－尖晶石磚的抗渣機理。

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,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.

首先研究了單一和復合促凝劑對純鋁酸鈣水泥凝結(jié)和硬化速率的影響,在此基礎(chǔ)上,研究了復合促凝劑中naoh與naalo2的質(zhì)量比對該水泥質(zhì)量分數(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)所需時間越短;不同naoh與naalo2質(zhì)量比的復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系目箯潖姸?、抗壓強度、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。

采用優(yōu)質(zhì)特級礬土、電熔鎂砂、燒結(jié)尖晶石為主要原料,選擇合適的復合結(jié)合劑及部分外加劑,可制得性能優(yōu)良的高鋁尖晶石不燒磚;該不燒磚在攀鋼40t中間包內(nèi)襯上應(yīng)用,使用壽命比以前提高了50%。

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。

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。

結(jié)合劑和硅微粉對尖晶石免燒磚性能的影響

對砌筑在150t精煉鋼包的澆注成型和機壓成型兩種免燒剛玉-尖晶石襯磚的用后殘磚進行了顯微結(jié)構(gòu)分析,探討了其蝕損機制。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)進行,熱面處逐漸形成的致密層在經(jīng)受熱震后可能會產(chǎn)生結(jié)構(gòu)剝落;機壓成型的襯磚反應(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)裂紋可能導致的結(jié)構(gòu)剝落是其主要的損毀機制。

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。

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。

研究了尖晶石粒度對鋁鉻剛玉澆注料體積密度、顯氣孔率、抗折強度、耐壓強度、熱抗折強度、抗渣和抗熱震性的影響。實驗表明:(1)尖晶石粒度越細,試樣燒后高溫強度越高。(2)尖晶石粒度越細,熱抗折強度越高。(3)尖晶石粒度越細,抗熱震性先增加后降低,加入尖晶石200目,抗熱震性能最好。(4)尖晶石粒度越細,抗渣性能增強,100目、200目、325目區(qū)別不大。

以輕質(zhì)剛玉-尖晶石陶瓷顆粒為骨料,以白剛玉細粉、90尖晶石細粉、鎂砂細粉、α-al2o3微粉、sio2微粉為基質(zhì)料,在固定鎂砂細粉和白剛玉細粉的總質(zhì)量分數(shù)為17.5%的情況下,改變鎂砂細粉的質(zhì)量分數(shù)(分別為0、3.5%、6.5%、9.5%和12.5%),制備成5種輕骨料剛玉-尖晶石澆注料試樣,經(jīng)110、1100和1600℃熱處理后,檢測試樣的常溫物理性能,并分析試樣的相組成和顯微結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明:1)隨著鎂砂細粉加入量的增加,不同溫度熱處理后試樣的顯氣孔率和體積密度的變化均不大;110℃熱處理后試樣的強度有增大的趨勢,而1100和1600℃熱處理后試樣的強度則有減小的趨勢;1100℃燒后試樣的線膨脹率有增大的趨勢,而1600℃燒后線膨脹率顯著增大;試樣基質(zhì)的顯微結(jié)構(gòu)變疏松,平均孔徑和孔隙率增大。2)當鎂砂細粉加入量(w)為3.5%和6.5%時,試樣的抗渣滲透性相對較強,而抗渣侵蝕性相對較差;當鎂砂細粉加入量(w)增加到9.5%和12.5%時,試樣的抗渣侵蝕性顯著提高,而抗渣滲透性顯著下降。

以優(yōu)質(zhì)白剛玉、高純富鋁尖晶石和α-al2o3微粉(d50為4.596μm和2.148μm)為主要原料制備了剛玉-尖晶石澆注料,研究了α-al2o3微粉加入量(質(zhì)量分數(shù)分別為8%、12%和16%)對剛玉-尖晶石澆注料性能的影響。結(jié)果表明:1)隨α-al2o3微粉加入量增加,澆注料基質(zhì)的流動性能提高;α-al2o3微粉粒度較細時基質(zhì)的流動性較好,而α-al2o3微粉較粗時基質(zhì)的流動性變差。2)增加α-al2o3微粉加入量,剛玉-尖晶石澆注料的密度增加,強度明顯提高,抗渣侵蝕性和抗渣滲透性明顯改善,但α-al2o3微粉加入過多時其抗熱震性變差。α-al2o3微粉的合適加入量為12%。3)與鋼包渣相比,lf渣對剛玉-尖晶石澆注料的侵蝕性較大。4)采用優(yōu)質(zhì)電熔白剛玉、電熔尖晶石和α-al2o3微粉,能夠生產(chǎn)出性能優(yōu)良的剛玉-尖晶石澆注料。

研究了成型受壓方向?qū)Ψ芥V石尖晶石碳磚熱膨脹率、抗渣等性能的影響,實驗研究結(jié)果表明:平行受壓方向上的熱膨脹率大于垂直受壓方向上的熱膨脹率,平行受壓方向上的抗渣性優(yōu)于垂直受壓方向上的抗渣性,并從顯微鏡觀察到了含石墨耐火磚石墨的趨向分布情況

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。

申請?zhí)?cn201210240937.7公開號:cn102807379a申請(專利權(quán))人:山國強本發(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)明既避免了通過加鎂砂原位生成尖晶石時氧化鎂水化對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?zhí)枺篶n201210240937．7公開號：cn102807379a申請（專利權(quán)）人：山國強本發(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)明既避免了通過加鎂砂原位生成尖晶石時氧化鎂水化對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。

為了探討天然氣反吹條件下剛玉-尖晶石質(zhì)鋼包透氣磚不能正常吹通的原因,采用xrd、sem及edax對用后透氣磚的物相組成和顯微結(jié)構(gòu)進行分析,并結(jié)合熱力學計算分析天然氣的碳化反應(yīng)以及天然氣和透氣磚組分之間的反應(yīng)。結(jié)果表明:采用天然氣反吹時ch4分解反應(yīng)造成的碳沉積和擴散,ch4和尖晶石反應(yīng)引起尖晶石中mgo還原-氧化循環(huán)造成的強度降低,以及由此引起的透氣磚不同部位膨脹系數(shù)的不匹配導致透氣磚在精煉時頭部斷裂,而頭部斷裂導致的狹縫錯位是剛玉-尖晶石質(zhì)透氣磚不能正常吹通的直接原因。

透氣磚在使用過程中,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)體系對剛玉質(zhì)透氣磚抗渣性的影響,并探討了其抗渣機理。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。