鋁鉻渣與廢棄鎂碳磚合成鎂鋁尖晶石材料

鎂鋁尖晶石磚是針對(duì)大型水泥回轉(zhuǎn)窯燒成帶與過(guò)渡帶使用周期不同步、壽命低等問(wèn)題,通過(guò)對(duì)原料、配料和燒成制度等的優(yōu)化而研發(fā)的。該產(chǎn)品具有氣孔率低、強(qiáng)度高、熱真穩(wěn)定性好、抗侵蝕性優(yōu)良等特性。該產(chǎn)品使得過(guò)渡帶與燒成帶材料同步消耗,提高了回轉(zhuǎn)窯窯襯的使用壽命。

通過(guò)對(duì)鐵鋁尖晶石合成過(guò)程反應(yīng)機(jī)理及mgo-al2o3-feon三元體系中可能發(fā)生的高溫反應(yīng)進(jìn)行熱力學(xué)分析,嘗試采用原位合成法制備方鎂石-鐵鋁尖晶石材料,并用xrd、sem等測(cè)試方法對(duì)材料進(jìn)行了表征。結(jié)果表明:控制氣氛10(–27117.9/t+11.54)<po2<10(–32625/t+18.09),經(jīng)過(guò)1400,1550℃高溫處理后,能夠成功合成出方鎂石-鐵鋁尖晶石材料;同一溫度下鐵鋁尖晶石的生成量隨著金屬鐵加入量的增大而逐漸增多,1550℃處理后的試樣feal2o4晶體發(fā)育更加良好。

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。

采用鎂鋁鉻復(fù)合尖晶石及電熔鎂砂為主要原料,加入特殊添加劑生產(chǎn)而成的特種鎂鋁鉻復(fù)合尖晶石磚,具有抗侵蝕、耐磨損、抗剝落、與鋅浸出渣親和能力強(qiáng)等特性。經(jīng)云南蒙自礦冶銦鋅廠φ4.15×58m大型鋅揮發(fā)窯反應(yīng)帶應(yīng)用,壽命達(dá)到319d,取得了目前國(guó)內(nèi)大型鋅揮發(fā)窯的最長(zhǎng)應(yīng)用周期。

研究了添加不同含量ma尖晶石(0、5%、8%、12%)對(duì)鎂質(zhì)澆注料性能的影響。結(jié)果表明:(1)隨著ma尖晶石含量的增加,試樣常溫抗折、耐壓強(qiáng)度降低,而經(jīng)1550℃3h和1100℃3h熱處理后強(qiáng)度呈先增加后下降的變化規(guī)律;(2)當(dāng)ma尖晶石添加量為8%時(shí),試樣經(jīng)1550℃3h和1100℃3h熱處理后強(qiáng)度均達(dá)到最佳值,兩者強(qiáng)度比接近于1;1400℃0.5h熱處理?xiàng)l件下高溫抗折強(qiáng)度也達(dá)到最佳值,可判斷材料具有較好的抗剝落性和熱震穩(wěn)定性;(3)添加的ma尖晶石作為晶核,促進(jìn)基質(zhì)中"αal2o3微粉與mgo反應(yīng)形成原位尖晶石,促進(jìn)燒結(jié),強(qiáng)化基質(zhì),有利于增強(qiáng)試樣的強(qiáng)度。

研究了鎂碳磚和鋁碳磚在高鈦渣中的侵蝕行為。測(cè)試和分析了渣中tio2含量、熔渣溫度、熔渣與耐火材料間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度、熔渣堿度及鐵浴的比例對(duì)這兩種耐火材料侵蝕過(guò)程的影響。

鎂鋁尖晶石堇青石復(fù)合耐火材料是以各種級(jí)配的鎂鋁尖晶石和1～0mm的堇青石為骨料,0.088mm鎂鋁尖晶石和二氧化硅微粉為基質(zhì),加入硅溶膠結(jié)合劑制成的燒結(jié)耐火材料。所獲得的材料經(jīng)過(guò)1200℃燒結(jié)具有優(yōu)良抗熱震性以及滿足要求的其他性能,隨著堇青石摻量的增加,材料的抗折強(qiáng)度降低,抗熱震性增強(qiáng)。

利用含碳廢磚生產(chǎn)鋼包用鎂碳磚和鋁鎂碳磚

鎂鉻合成料對(duì)鎂鋁鉻搗打料性能的影響

以氯化鎂、氯化鋁、氯化鈉和氫氧化鈉為原料,采用共沉淀法制備了mg-al水滑石并以其為前體通過(guò)低溫焙燒-插層重構(gòu)-原位合成鎂鋁尖晶石(mgal2o4)粉體。利用xrd、ftir、sem和eds對(duì)樣品進(jìn)行表征。結(jié)果表明,鎂鋁摩爾比例為1∶1.5條件下制備的水滑石前體、850℃焙燒2h以及4次重構(gòu)后,可獲得結(jié)晶度高、晶形良好、晶粒尺寸較小的鎂鋁尖晶石粉體。

本課題研究了不同種類晶石及其加入量對(duì)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(jī)理。

鎂碳磚開(kāi)發(fā)及其在鋼包渣線的應(yīng)用 河北瀛都復(fù)合材料有限公司 王丕軒孫志紅 摘要：概述了鎂碳磚的發(fā)展概況、生產(chǎn)過(guò)程及在鋼包渣線的應(yīng)用，并對(duì)其發(fā)展前景進(jìn)行了展 望。 關(guān)鍵詞：鎂碳磚；渣線；低碳化；精煉 11鎂碳磚發(fā)展概況 mgo–c磚是20世紀(jì)70年代興起的新型耐火材料，最早由日本九洲耐火材料公司渡邊 明首先開(kāi)發(fā)，它是以鎂砂（高溫?zé)Y(jié)鎂砂或電熔鎂砂）和碳素材料為原料，用各種碳質(zhì)結(jié)合 劑制成的耐火材料。由于mgo–c磚具有耐火度高、抗熱震性優(yōu)良和抗侵蝕能力強(qiáng)等優(yōu)良特 性而被廣泛應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)，如轉(zhuǎn)爐煉鋼和電爐煉鋼[1]。 在日本研發(fā)出樹(shù)脂結(jié)合mgo–c磚后，西歐開(kāi)發(fā)了瀝青結(jié)合的mgo–c磚，其殘?zhí)剂考s 為10%，由于價(jià)格低于樹(shù)脂結(jié)合mgo–c磚，故被成功地用于水冷電爐中的高溫?zé)狳c(diǎn)部位， 同時(shí)也用于轉(zhuǎn)爐。 我國(guó)在1980前后年開(kāi)始研究含碳耐火材料[2]

含尖晶石的耐火材料廣泛應(yīng)用于冶金行業(yè)。本文研究了富鎂尖晶石細(xì)粉加入量對(duì)鎂鋁澆注料顯氣孔率、抗折強(qiáng)度和抗渣性能的影響。通過(guò)對(duì)不同溫度處理后試樣的性能檢測(cè)和試樣抗渣性能的研究發(fā)現(xiàn),鎂鋁澆注料中富鎂尖晶石細(xì)粉的加入量有一個(gè)較佳的范圍,在這個(gè)范圍內(nèi),澆注料的相關(guān)性能較好。

以電熔鎂鋁尖晶石和中檔鎂砂為原料,采用適當(dāng)?shù)墓ぱ兄屏随V鋁尖晶石磚,制品性能優(yōu)良,尤其是熱震穩(wěn)定性高達(dá)38次。制品在大型干法水泥回轉(zhuǎn)窯冷卻帶使用,效果達(dá)到了西德雷法公司的同類產(chǎn)品水平。

鎂鋁尖晶石透明陶瓷——性能優(yōu)異的頭罩和窗口材料

以95棕剛玉、特級(jí)鋁礬土、97電熔鎂砂、鱗片石墨、金屬鋁粉為原料,熱固性酚醛樹(shù)脂為結(jié)合劑,制成4組不同原料組成的鋁鎂碳磚。從每組鋁鎂碳磚中取出4塊作為樣品,切成250mm×50/73mm×60mm的楔形試樣砌入中頻爐內(nèi),然后在爐內(nèi)放入60kg碎鋼,啟動(dòng)電源,待鋼水完全熔化后,加入1kg準(zhǔn)備好的堿性渣,熔渣每隔1h更換1次,如此循環(huán)10次試驗(yàn)結(jié)束。爐內(nèi)試樣冷卻到室溫取出,從中間縱向切開(kāi)并對(duì)侵蝕深度和面積進(jìn)行測(cè)量。結(jié)果表明:1)在鋁鎂碳磚中外加2%質(zhì)量分?jǐn)?shù)金屬al粉,鋁鎂碳磚的抗堿性渣能力得到了明顯提高。2)在鋁鎂碳磚中增加棕剛玉含量,減少鋁礬土含量,鋁鎂碳磚的抗堿性渣侵蝕能力得到提高。

對(duì)以鎂鋁尖晶石為主要原料，以氧化鎂微粉-硅灰-氧化鋁微粉-水作為結(jié)合劑研制的鎂鋁尖晶石一堇青石澆注料ma及其優(yōu)化澆注料ma’的抗結(jié)皮性、抗水泥熟料和堿硫的侵蝕性、強(qiáng)度以及抗熱震性等特性進(jìn)行了研究，并與常規(guī)的高強(qiáng)耐堿澆注料（13nl）和高鋁碳化硅抗結(jié)皮澆注料（50s）進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明：1）澆注料ma、ma’都具有優(yōu)異的抗結(jié)皮性；2）通過(guò)加入合成堇青石制得的澆注料ma’具有良好的抗熱震性，并具有更為優(yōu)異的綜合}生能。

低碳鎂碳磚的實(shí)驗(yàn)研究 1鎂碳磚發(fā)展概況 mgo–c磚是20世紀(jì)70年代興起的新型耐火材料，最早由日本九洲耐火材料公司渡邊 明首先開(kāi)發(fā)，它是以鎂砂（高溫?zé)Y(jié),具有耐火度高、抗熱震性優(yōu)良和抗侵蝕能力強(qiáng)等優(yōu)良 特性而被廣泛應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)，如轉(zhuǎn)爐煉鋼和電爐煉鋼 [1] 。 我國(guó)在1980前后年開(kāi)始研究含碳耐火材料[2]，并被列入國(guó)家“七五”(1985~1989)科技攻 關(guān)項(xiàng)目。1987年鞍鋼三煉鋼廠在轉(zhuǎn)爐上試用mgo–c磚后，僅用一年時(shí)間就超額完成了“七 五”轉(zhuǎn)爐爐齡達(dá)千次的攻關(guān)目標(biāo)。發(fā)展到目前，全國(guó)各大中小鋼廠已普遍推廣使用mgo–c 質(zhì)耐火材料作為轉(zhuǎn)爐和電爐的爐襯。 隨著冶煉技術(shù)的進(jìn)步對(duì)耐火材料的新要求，低碳鎂碳耐火材料成為鎂碳耐火材料新的發(fā) 展熱點(diǎn)。低碳mgo–c磚一般是指總含碳量不超過(guò)8%、由鎂砂與石墨通過(guò)有機(jī)結(jié)合劑結(jié)合 而成的mgo–c磚，降

鎂碳磚介紹 鎂碳磚是70年代初出現(xiàn)的，先是在超高功率電爐，接著在轉(zhuǎn)爐、爐外精煉爐上使用， 獲得了非常好的效果。由此，人們才認(rèn)識(shí)到石墨、碳素材料和高溫耐火氧化物之間結(jié)合所產(chǎn) 生的作用。斷裂韌性差、高溫剝落、抗渣滲透性差，這是高溫?zé)赡突鹬破返闹旅秉c(diǎn)，含 碳耐火制品的出現(xiàn)突破了這些弱點(diǎn)。在鎂碳磚中氧化鎂和石墨之間彼此相互包裹，不存在傳 統(tǒng)概念中的所謂燒結(jié)；石墨具有熱傳導(dǎo)系數(shù)高，彈性模量低，熱膨脹系數(shù)小，不容易被熔渣 浸潤(rùn)等優(yōu)點(diǎn)，因此，由于石黑的引入，使?fàn)t襯耐火制品的斷裂韌性和抗渣滲透性有本質(zhì)的改 善。鎂碳磚的主要特征是在微觀結(jié)構(gòu)上形成碳的結(jié)合物，這種結(jié)合是由有機(jī)結(jié)合劑在高溫下 結(jié)焦碳化形成的。 鎂碳磚是一種不燒制品，其理化指標(biāo)為：mgo70～85％，cl0～20％，顯氣孔率≤3％， 體積密度2.87g／cm3，耐壓強(qiáng)度40～50mpa，1400℃抗折強(qiáng)度l0～

系統(tǒng)論述了鐵鋁尖晶石(feo.al2o3)的合成、鐵的存在價(jià)態(tài)對(duì)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(shí)還指出了鎂鐵鋁尖晶石磚未來(lái)的研究方向是降低磚的熱導(dǎo)率以及控制鐵鋁尖晶石合成氣氛的簡(jiǎn)單化。

為了減少耐火材料中碳對(duì)冶煉超低碳鋼的不利影響,以回轉(zhuǎn)爐為載體,使用天然氣和氧氣為加熱介質(zhì),將鎂碳磚與低碳鎂鈣碳磚交替砌入回轉(zhuǎn)爐內(nèi)。當(dāng)爐內(nèi)試驗(yàn)磚的熱面溫度達(dá)到1650℃時(shí),先加入500g碎鋼,然后再加入500gaod爐渣,保持渣池深度在10mm左右,熔渣每隔1h更換1次,更換10次后結(jié)束試驗(yàn),將爐內(nèi)試樣冷卻到室溫取出,從熱面中間縱向切開(kāi)并對(duì)侵蝕深度和面積進(jìn)行測(cè)量,對(duì)比鎂碳磚與低碳鎂鈣碳磚的抗aod爐渣性能。結(jié)果表明:低碳鎂鈣碳磚掛渣性比鎂碳磚的好,并且形成明顯的致密層,其抗aod渣侵蝕能力明顯好于鎂碳磚。因此,建議可用低碳鎂鈣碳磚取代鎂碳磚為aod爐襯冶煉超低碳鋼。

用感應(yīng)爐浸漬試驗(yàn)法研究低碳鎂碳磚和普通鎂碳磚對(duì)攀枝花鋼鐵（集團(tuán)）公司鋼包渣的抗侵蝕能力。采用sem和eds分析方法研究侵蝕后試樣的顯微結(jié)構(gòu)及化學(xué)組成的變化。結(jié)果表明，普通鑊碳磚脫碳層厚度是低碳鎂碳磚脫碳層厚度的2．4倍，碳氧化后其組織結(jié)構(gòu)疏松，并且生成大量低熔點(diǎn)cms和casio3。這些低熔點(diǎn)化合物形成連續(xù)相滲透于mgo顆粒周圍，分解鎂砂，使骨料破壞，加速mgo—c磚的損毀。而低碳鎂碳磚碳氧化后形成微細(xì)化氣孔，此微孔中生成的高熔點(diǎn)化合物ma容易過(guò)飽和而沉淀，因此增加了固-固直接結(jié)合程度，使脫碳層的組織結(jié)構(gòu)較為致密，提高了材料的抗渣侵蝕性能。