埋炭气氛下碳热、铝热、硅热还原TiO_2反应的热力学分析

通过热力学计算,探讨了埋炭气氛下碳热、铝热和硅热还原TiO2生成Ti(C,N)的可能性、生成途径、生成产物的相对稳定性以及对3种还原反应进行了对比。结果表明:埋炭气氛下,3种还原反应均可发生且生成的钛的非氧化物是以Ti(C,N)形式存在;在铝热和硅热反应中,不稳定的中间产物AlN和Al4C3会转为稳定的刚玉相,而Si3N4则转化为稳定的碳化硅或方石英;通过比较发现,碳热还原TiO2法是制备钛的非氧化物陶瓷最经济有效的方法。

RH炉浸渍管用镁铬砖的损毁行为分析

利用化学分析、X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜及压汞仪等方法对武钢RH精炼炉浸渍管用后镁铬残砖进行了分析,旨在找出镁铬砖的损毁行为。结果表明:残砖粘渣且存有裂纹。残砖渗透、侵蚀层主要有低熔点的钙铝黄长石和铁及其氧化物;在渗透、侵蚀层与原砖层之间存在由FeO和镁铝尖晶石组成的约40μm厚的致密过度层。镁铬砖的损毁主要包括2部分,前期主要是砖体气孔率高、气孔直径大造成的熔渣及钢水渗透,后期是渗透的熔渣及钢水加剧砖体的溶蚀及热剥落;因此改善镁铬砖的气孔特性将会成为减缓其损毁的重要途径。

浸溶胶对RH炉用镁铬砖气孔特性的影响研究

研究了浸铝溶胶、锆溶胶镁铬砖的气孔特性变化及对抗渣性能的影响。结果表明:浸溶胶后镁铬砖的气孔率减小、气孔孔径分布变好,确定合适的溶胶浸渍次数为3～4次;浸溶胶会提高镁铬砖的抗渣性能,铝溶胶更能提高材料的抗渣渗透性而锆溶胶则更能改善材料的抗渣侵蚀性。

焙烧炭砖孔结构和导热系数与硅粒度变化关系

借助于X射线衍射仪、压汞仪、激光导热仪、扫描电子显微镜和能谱分析仪等测试手段,研究了分别含3种不同粒度硅粉(中位径分别为2.3、45.0、115.6μm)焙烧炭砖试样中的孔结构和导热系数的变化。结果表明,含硅粉的炭砖试样经焙烧后内部均生成-βSiC、Si2N2O和石英等相,粒度过粗,试样内有单质硅残留;随着硅粉粒度的减小,生成碳化硅晶须的长径比变小。对所选用的3种粒度硅粉,随着硅粉粒度的减小,焙烧后炭砖试样的孔径分布范围逐渐变窄,小于1μm气孔孔容积变大,而平均孔径变小。受炭砖试样组成和孔结构影响,硅粉粒度变小,导热系数下降。细小气孔容积与导热系数呈反比关系,即细小气孔增多,导热系数下降。

NaBr-KCl和不同炭源对合成Ti(C,N)粉末的影响

采用质量分数76．9％的钛白粉分别和23．1％的炭黑、石墨或活性炭，或者40％的钛白粉和60％的淀粉为原料，10％NaBr—KCl为添加剂，试样经干法成型后，在埋炭条件下分别于1300℃、1400℃保温3h处理，利用XRD、SEM、EPMA分析了合成粉末的物相组成和微观形貌，研究了在埋炭条件下不同炭源及NaBr—KCl的存在与否对碳热还原法合成Ti（C，N）的影响。结果表明：分别以石墨、炭黑、活性炭或淀粉作为炭源均可合成Ti（C，N）；外加剂NaBr—KCl的存在对以淀粉和炭黑为炭源的反应促进作用较大。在NaBr—KCl存在条件下，以炭黑为炭源经1300℃3h合成的Ti（C，N）晶粒大小为5～8μm；而分别以石墨、活性炭或淀粉作为炭源经1400℃3h合成的Ti（C，N）晶粒大小为1～3μm。

焙烧炭砖孔结构和热导率与硅粉加入量的关系

以电煅无烟煤(5～3、3～1、≤1及≤0.088 mm,w(固定碳)=95.17%,w(挥发分)=0.37%,w(灰分)=4.14%)、鳞片石墨(≤0.147和≤0.074 mm,w(固定碳)=96.5%)、棕刚玉粉(≤0.074 mm,w(A l2O3)=93.5%,w(TiO2)=2.3%)和硅粉(≤0.043 mm,w(Si)=96.37%)为原料,固定骨料与细粉的质量比为60∶40,细粉中硅粉和电煅无烟煤细粉总量固定为14%(质量分数),改变硅粉加入量(质量分数)分别为3%、5%、8%、10%、14%,以液态热塑性酚醛树脂为结合剂,乌洛托品作固化剂制成炭砖,于1 400℃3 h埋炭焙烧,借助于X射线衍射仪、压汞仪、激光导热仪、扫描电子显微镜和能谱分析仪等测试手段,研究了不同硅粉加入量的焙烧炭砖的孔结构及热导率。结果表明:因炭砖焙烧过程单质硅原位反应形成β-SiC、Si2N2O和石英等陶瓷相,填充、阻隔或封闭了气孔,故硅粉加入量控制着试样内部的气孔分布、平均孔径和孔径<1μm气孔的孔容积率;受材料组成和孔结构变化影响,炭砖的热导率也发生相应变化;随硅粉加入量增加,试样中孔径分布范围由宽变窄,平均孔径逐渐减小,<1μm孔的容积率增加,气孔呈微孔化趋势;当试样中硅粉加入量超过8%时,气孔的平均孔径<0.3μm,<1μm孔容积率超过70%,试样的热导率急剧下降。

碳热还原氮化制备Ti(C,N)技术的现状与发展

简单概述了Ti(C,N)的结构、性质、应用及其制备方法,并从热力学和动力学方面对碳热还原氮化制备Ti(C,N)技术进行了论述,分析了其制备过程中的工艺因素(如C/Ti摩尔比,原料种类及粒度大小,原料混合方式,气体流速,燃烧温度,添加剂等)的影响,同时还对碳热还原氮化制备Ti(C,N)技术的发展方向进行了展望。

在熔盐浴中用碳热还原法合成制备Ti(C,N)粉末的研究

研究埋炭气氛下在熔盐（NaCl））浴中利用TiO2（锐钛矿）和炭黑合成Ti（C，N）粉末。运用热力学计算对反应过程进行分析，借助S射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和电子探针（EPMA）等手段对合成粉末进行分析，并对反应过程中可能发生的反应机理进行探讨。结果表明，NaCl对合成Ti（C，N）粉末有明显的促进作用；合成的Ti（C，N）平均粒度为2～6μm，且形状规则，颗粒间团聚较小；Ti（C，N）的形成过程为：TiO2→Ti4O7→Ti3O5→TiOxNy→Ti（C，N）。

SPCD钢热轧板板面条带状缺陷分析

采用电子探针对3个批号的SPCD钢热轧板条带状缺陷进行分析,发现这些缺陷都与大量的外来物有关。黑色条带状缺陷中外来物主要为镁铝尖晶石和黄长石,并有少量钙钛矿,来源于钢包渣;灰色条带状缺陷中外来物主要为氧化镁,并含少量黄长石,来源于渣线镁碳砖耐火材料;不规则条带状缺陷中外来物主要为氧化铝,含少量氧化锆,来源于注钢下水口。

铝锆碳水口在浇注钙处理钢堵塞的原因分析

对生产中被堵塞的铝锆碳质浸入式水口分析表明,堵塞物质为六铝酸钙。该物质为水口内壁处的原位反应产物,其中水口内壁的刚玉骨料和细粉提供了六铝酸钙的氧化铝组分,钢液携带的钙提供了氧化钙组分。LF处理后添加的钙合金数量不当,导致夹杂物类型失控,是引起水口材料被侵蚀并造成堵塞的主要原因。

高炉炭砖孔结构与导热系数相关因素研究

针对目前我国炭砖在微孔化率和导热系数等指标与国外产品存在的差距,探讨了影响炭砖孔结构和热导性能的相关因素,提出了相应的改进措施,并将相关因素优化后应用到炭砖工业试验中,生产出了超微孔高热导炭砖,其性能指标与日本BC-8SR接近。

RH炉浸渍管用浇注料的蚀损机理及其长寿化实践

研究了RH真空精炼炉浸渍管用刚玉尖晶石质浇注料的蚀损机理:熔渣及钢液通过浇注料表面缺陷渗入其内部,与浇注料发生反应生成低熔点化合物;炉温频繁的波动,导致浇注料内部应力过大,使其产生裂纹;在钢液及熔渣的冲刷作用下,造成浇注料剥落。还探讨了提高浸渍管用浇注料使用寿命的途径。

激光通信平背伺服摆镜支撑结构优化设计

为了保证平背伺服摆镜的镜面精度和支撑刚度,设计了一种周边柔性支撑的方案,通过对摆镜与镜座粘接处机械结构进行切口处理形成铰链结构,降低结构刚度,减小结构变形产生应力的影响。由于摆镜形状、粘接点位置、柔性支撑结构参数较多,并且相互耦合,首先采用正交实验法对摆镜主要参数进行分析与优化,确定摆镜形状尺寸参数和粘接点位置,随后优化设计摆镜柔性支撑结构。仿真分析和实验表明,采用该周边柔性支撑后,摆镜组件一阶频率为446.66 Hz,在±5℃温升(温降)和标准地球重力共同作用下,最大面形误差RMS为λ/42.87,能够满足动、静态刚度和热尺寸稳定性要求。随后使用ZYGO干涉仪在(23±5)℃温度范围内对加工装配后的摆镜面形进行检测,结果表明,摆镜面形PV值优于λ/5.1,RMS优于λ/43.28,满足RMS≤λ/40的指标要求。实验结果表明,柔性支撑参数设计可靠,满足使用要求。

RH镁铬砖抗渣侵蚀行为研究

采用热力学软件及静态坩埚抗渣侵蚀试验,研究了RH插入管用镁铬砖抗普钢渣和硅钢渣的侵蚀行为。结果表明:普钢渣对镁铬砖的侵蚀较小但渗透严重,硅钢渣对镁铬砖侵蚀严重,故建议钢厂在使用同一插入管精炼时可先炼普钢后再炼硅钢,这有利于提高RH插入管的寿命。

添加剂对烧成MgO-MA质耐火材料性能的影响

以97电熔镁砂(粒度为5~3 mm、3~1 mm、1~0 mm)为骨料,97电熔镁砂(≤0.088 mm)和镁铝尖晶石(≤0.088 mm)为基质,在原配方基础上分别加入3种不同添加剂:活性α-Al2O3微粉(~2μm)、脱硅锆(~5μm)、钛白粉(~1μm)制备了4种MgO-MA试样,并经1700℃烧后对比了其强度、抗热震性和抗渣性能。结果表明:受材料气孔结构及结合相影响,添加钛白粉试样的强度最高、抗热震性及抗渣侵蚀性能最好,钛白粉对改善烧成MgO-MA质耐火材料性能最有利。

添加红柱石对高炉炭砖孔径分布与热导率影响

采用X射线衍射仪、压汞仪、激光导热仪、扫描电子显微镜和能谱分析仪等测试手段,研究了不同红柱石加入量的焙烧炭砖的孔径分布及热导率;并借助灰色关联理论分析了气孔孔径区间与炭砖热导率的相关性。结果表明:炭砖的气孔孔径分布受红柱石的分解和SiC生成量共同影响。其提高微孔化的机理是:引入的红柱石在1 300℃开始原位分解可提高微孔化,同时红柱石有利于SiC晶须数量增多,促进了炭砖的微孔化。炭砖的热导率受气孔孔径分布影响,试验中<0.1μm的气孔孔径区间与炭砖热导率的灰色关联度最大,即影响最大。