含TiC熔渣对MgO-C砖的侵蚀机制

为了有效回收钛资源和满足高温碳化—低温氯化工艺对耐火材料的要求,采用热力学计算、XRD和SEM等研究手段分析了高温碳化过程中含TiC熔渣对MgO-C砖的侵蚀机制。热力学计算结果表明:1)温度越高,熔渣的侵蚀能力越强,当温度低于1560℃时,熔渣与MgO-C砖反应生成MgAl_(2)O_(4)、Mg_(2)SiO_(4)和MgTi_(2)O_(4)等高熔点物相,对MgO-C砖侵蚀较慢,但当温度高于1560℃时,前期生成的高熔点物相逐渐溶解,从而对MgO-C砖侵蚀加剧;2)随着碳化反应的进行,熔渣中TiO_(2)含量降低,TiC含量逐渐增加,熔渣对MgO-C砖的侵蚀逐渐减弱。用后MgO-C砖的显微结构分析发现:镁碳砖的侵蚀机制是气氛中氧气与碳反应,形成气孔,熔渣中TiO_(2)和SiO_(2)等再与基质MgO反应先形成高温中间相,随着反应进行再形成低熔点相,导致MgO-C砖逐渐被侵蚀。

AOD炉渣对MgO-C砖的侵蚀机理研究

不锈钢生产主要采用氩氧精炼(AOD)炉冶炼工艺,本文探究AOD炉渣对钢包内衬用MgO-C砖的侵蚀机理,为提高钢包内衬用MgO-C砖的使用性能和服役寿命提供理论支撑。结合FactSage6.2软件、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)和能量色散光谱(EDS)等测试手段分析炉渣侵蚀后MgO-C砖的物相变化、显微结构和化学成分变化。结果表明,随着侵蚀反应的进行,方镁石逐渐被熔蚀,且逐步出现Ca_(3)MgSi_(2)O_(8)等低熔点物相,以及MgAl_(2)O_(4)等高熔点物相。AOD炉渣通过基质部分侵蚀渗透MgO-C砖,并与方镁石反应生成Ca_(3)MgSi_(2)O_(8)等低熔点物相,熔蚀方镁石;同时,方镁石边界处生成MgAl_(2)O_(4),阻碍AOD炉渣对MgO-C砖的侵蚀渗透。

全碳基质DMT-20/T型MgO-C砖在UHP电炉上的使用

介绍了采用特殊粒度级配和生产方法,并增加石墨配入量而制成的UHP电炉用全碳基质DMT-20/T型MgO-C砖。该砖具有优越的抗氧化性,优异的抗组织结构劣化性和很高的抗侵蚀性,在FS-DS钢厂50t UHP电炉热点区和渣线部位使用,其寿命达573炉,比该厂过去最高炉龄的350炉提高63.7%,其损毁速度比本公司的DMT-18A型MgO-C砖降低18%以上。用后残砖显微结构研究的结果表明:全碳基质DMT-20/T型MgO-C砖的脱碳层厚度仅是传统的DMT-18A型MgO-C砖脱碳层的0.2~0.3倍,同时,该砖脱碳层与原砖层之间的基质内没有组织劣化现象。这可保证该产品具有较高的耐用性,适合在UHP电炉上使用。

Effect of Ti(C,N) on Properties of Low-carbon MgO-C Bricks

The effect of Ti （ C, N） on properties of low-carbon MgO - C bricks was investigated. The phase composition and the microstructure of the matrix of low-carbon MgO - C brick containing Ti （ C, N） were studied by XRD and SEM analysis together with EDS. The results showed that Ti （ C, N） distributed in the matrix of lowcarbon MgO - C brick uniformly after being treated at 1 600 ~C for 3 h in coke powder bed, and Ti （C, N） and MgO formed a solid solution. After the treatment at 1 600 ℃ for 3 h in coke powder bed, the bulk density and cold crushing strength of low-carbon MgO - C brick with Ti （ C, N） decreased, and the apparent porosity and linear change rate of specimens increased. The oxidation resistance of low-carbon MgO - C brick with Ti（ C, N） was superior to that of low-carbon MgO - C brick with no additives, but inferior to that of low-car- bon MgO - C brick with Al powder. The slag resistance of the specimen with Ti （ C, N） was excellent as well.

钢包内衬用MgO-CaO-C砖的开发与应用

采用抗水化处理后的镁钙砂为原料 ,研制了MgO -CaO -C砖 ,并对使用MgO -CaO -C砖过程中钢液中夹杂数量和氧含量的变化情况进行了分析。结果表明 :MgO -CaO -C砖在钢包包壁非渣线部位使用 ,能减少钢中氧含量和夹杂物数量 ,降低夹杂粒径 ,改变夹杂粒度分布 ,提高钢水质量。

添加电熔MgO-ZrO_2共晶砂对低碳MgO-C砖性能的影响

在以电熔镁砂、鳞片石墨为原料、酚醛树脂为结合剂的低碳MgO-C砖中,分别添加10%,15%,20%的电熔MgO-ZrO2共晶砂替代镁砂,经200,1000,1500℃处理后,对材料的体积密度、显气孔率、耐压强度、线变化率、热膨胀率和抗氧化性进行了检测,并借助XRD研究了试样的物相组成和显微结构。结果表明,随着电熔MgO-ZrO2共晶砂加入量的增加,试样的体积密度逐渐增大,线变化率逐渐减小,耐压强度和抗氧化性均为先增大后减小,试样的热膨胀率逐渐减小,抗热震性得到提高。材料性能的变化主要与电熔MgO-ZrO2共晶砂的体积密度大、热膨胀系数小、氧化锆的相变、镁铝尖晶石和镁橄榄石等物相的生成相关。

宝钢用后废弃MgO-C砖的再生利用

随着世界环保、循环经济的发展,我国加大对用后废弃耐火材料开发利用的力度。文章概述了国内外用后耐材的基本状况,详细介绍了宝钢废耐材资源的情况,并对用后废弃转炉钢包镁碳砖进行了深入的研究开发,同时还探讨了其它几类废耐材的利用方法。开发成功的优质再生镁碳砖,试验研究发现无论在使用中的表现和使用寿命还是用后残厚均与目前使用的镁碳砖无差别,其使用性能已达到目前宝钢炼钢厂正常使用镁碳砖的水平,能满足多种精炼工况条件下大型钢包的要求。在宝钢300 t钢包渣线上的使用取得了良好效果。

LF炉渣线用MgO-C砖的防氧化措施

通过比较不同的防氧化剂对LF炉渣线部位MgO -C砖抗氧化性、高温强度、抗渣性的影响 ,认为以Al-Mg合金与少量B4C复合的防氧化剂较为适宜 ;另外 ,在制品工作面刷防氧化涂料可减少烘包过程中石墨的氧化并能提高制品的抗渣性。

采用含B_2O_3防氧化涂料提高MgO-C砖抗LF粉化渣侵蚀的研究

提高LF炉渣线部位MgO-C砖使用寿命的关键在于防止LF渣粉化并在MgO-C砖表面形成挂渣层。本试验采用静态坩埚法研究了含B_2O_3的防氧化涂料对MgO-C砖抗LF粉化渣侵蚀的影响,并与未喷涂防氧化涂料的MgO-C砖进行了对比试验。结果表明:防氧化涂料中的部分B_2O_3溶入渣中,增加了渣的粘度,并与渣中的α’-C_2S形成固溶体,有效地抑制了LF渣的粉化,并在MgO-C砖上形成挂渣保护层,因而提高了LF炉渣线部位MgO-C砖的抗LF粉化渣侵蚀的能力。

K2CO3对含铝MgO-C砖抗水化性能的影响

为改善含铝MgO-C砖的抗水化性能,通过热力学计算选定添加K2CO3,研究了K2CO3对材料基质物相的影响。在此基础上,研究了单独外加硅粉和K2CO3(以K2O计)分别为0.5、1(wt%)与硅粉复合时对MgO-C砖抗水化性的影响。结果表明:单独添加Si粉对MgO-C砖抗水化性没有明显改善;Si粉与K2CO3复合添加时,能促使试样致密化,有效地提高试样的抗水化性能;其机理在于:K2CO3在加热过程中分解释放出O2,促进了Al粉的氧化,抑制了易水化产物Al4C3、AlN的生成。

MgO-CaO-C砖用抗氧化剂的研究

在MgO－CaO－C砖中分别加入3％B4C、BN、ZrB2和A1，在1O00℃，2h、1400℃，2h和1500℃，0.5h下，于空气中进行氧化试验。试验结果表明，B4C是一种非常优异和理想的抗氧化剂。进一步试验还说明，MgO－CaO－C砖中加入1％B4C其抗氧化效果已很明显。

锆英石的加入对MgO-C砖性能的影响

介绍了用锆英石取代MgO—C砖中的部分碳,从而降低向钢水内的增碳量的试验。实验证明,添加适当比例的锆英石,可以既降低碳含量,减少向钢水增碳,又能在维持良好抗热震性的基础上,提高材料的抗蚀性,降低热应力。

二氧化锰加入量对含铝MgO-C砖高温抗折强度和显微结构的影响

以97电熔镁砂和95鳞片状石墨为主要原料,添加金属铝粉和硅粉,以酚醛树脂为结合剂,制备了含铝镁碳砖,研究了二氧化锰加入量对试样高温抗折强度的影响,并借助X-射线衍射仪,扫描电镜等对试样物相和显微结构进行检测。结果表明:试样高温抗折强度在MnO2加入量0.5%时和未加入时相等,随着二氧化锰加入量的增大,试样高温抗折强度减小;在试样中加入二氧化锰,由于二氧化锰分解释放出氧气,抑制了铝粉的碳化和氮化,而直接氧化为氧化铝,部分转化为镁铝(锰铝)复合尖晶石,体积膨胀,结构致密;部分和基质中氧化钙、二氧化硅等杂质生成了低熔物,也促进了结构的致密化;但是随着二氧化锰量的增大,释放氧气过多,部分石墨被氧化,气孔率增大,并且生成的液相量增加,又使得试样高温抗折强度减小。

B_(4)C作为MgO-C砖防氧化剂的综合效果研究

Ｂ４Ｃ 作为ＭｇＯＣ 砖添加剂防氧化效果好，但同时存在降低ＭｇＯＣ 砖抗渣性的弱点．通过采取严格控制Ｂ４Ｃ 加入量，可达到保持ＭｇＯＣ 砖高温性能优良的目的．

石墨对MgO-C耐火材料导电性能的影响

用w (C)为 97%、粒度分别 >0 .147mm和 <0 .147mm的两种石墨研究了石墨的加入量(5 %～ 2 0 %)和粒度对MgO -C砖导电性能的影响。通过扫描电镜和光学显微镜分析等手段 ,对MgO -C砖的导电机理进行了探讨 ,并提出了导电模型。结果表明 :石墨的加入量是影响MgO -C砖导电性的关键因素 ;当石墨加入量为 2 0 %时 ,MgO-C砖的电阻率为 0 .39× 10 - 4Ω·m ,低于国内外有关资料报道的数据 ;选用粒度 <0 .147mm的石墨时 ,MgO -C砖的电阻率较低。

转炉钢包用后MgO-C砖资源化工程设计

以转炉钢包用后耐火材料MgO-C砖为研究对象,通过分析目前国内外用后MgO-C砖的主要资源化途径,提出了综合利用用后MgO-C砖及钢铁生产过程中余热、废气、废水的工业共生资源化模式。重点对该模式下的工程设计所涉及的物流、能流、主要设备以及工程实施中的平面布置和生态风险防范进行了分析研究。

LF渣粉化原因及其对渣线MgO-C砖的损毁

采用XRD和化学分析等方法对LF渣的粉化原因及其对渣线用MgO-C砖的损毁进行了研究。结果表明:LF渣粉化的原因与其碱度(CaO与SiO2的质量比 )及C2S的数量无关,而在于α′ C2S是否转变为γ C2S(伴随 12%的体积膨胀);LF渣粉化后,在镁碳砖工作面上不仅不能形成具有保护作用的挂渣层,而且导致工作面松散、掉块,因此造成砖的损毁加剧。

金属复合添加剂对低碳MgO-C砖抗氧化性能的影响

通过对脱碳层面积的比较,研究了低碳MgO-C砖中Al和Si复合添加剂及Al和Al-Mg合金复合添加剂在600℃、1000℃和1400℃时的抗氧化效果。结果表明,Al/Si复合添加剂可明显改善低碳MgO-C砖的抗氧化性能,且试样的抗氧化效果随着Al粉加入量的增大明显增强,可见Al粉比Si粉的抗氧化作用更有效。但是单独添加Al粉时,低碳MgO-C材料抗氧化效果最好。Al粉或Al-Mg合金粉单独使用时对材料的抗氧化作用要优于混合使用时的作用效果,而且Al-Mg合金抑制材料中C氧化的效果不如Al粉的作用明显。综合考虑认为,单一金属添加剂的抗氧化效果优于复合添加剂。

钢包渣线用低碳MgO-C砖的研制

以电熔镁砂和石墨为主要原料,研究了Al粉和Si粉为复合抗氧化剂对低碳镁碳砖性能的影响。结果表明,单一加入Al粉时,高温抗折强度和抗氧化性能较好;复合添加Al-Si粉抗氧化剂时气孔率较小,对体积密度影响不大,热震稳定性和抗熔渣侵蚀性能最佳。

金属添加物对沥青结合MgO-C复合耐火制品性能的影响

在实际生产条件下，研究了含Mg－Al和Si－Al－Ba－Fe等复合金属添加物对沥青结合的MgO－C复合耐火制品抗热震性和抗氧化性的影响；结果表明，这两种金属添加物均能有效地改善沥青结合MgO－C制品的抗热震性和抗氧化性。将加有2％Mg－Al复合金属粉的改进型MgO－C衬砖在电弧炉和顶吹氧气转炉上进行了工业化试验，使电弧炉炉龄提高了28．6％、转炉炉龄提高11．1％。