镁铬耐火材料及高温装备绿色化应用研究进展

镁铬耐火材料是以方镁石和镁、铁尖晶石(Mg,Fe)(Cr,Al,Fe)2O 4为主晶相的碱性耐火材料,具有耐火度高、高温强度大、热震稳定性优良以及抗熔渣侵蚀性和经济性等优点,在钢铁、有色、水泥等高温工业装备领域有着广泛的应用,是诸多高温装备炉衬关键部位的主导材料。然而镁铬耐火材料在氧化性气氛或与碱性氧化物如K 2O、Na 2O、CaO等共存时,在一定温度下其Cr^3+会部分转化为Cr^6+,由此带来六价铬污染问题,与高温工业绿色、环保、高效的发展理念相违背。通过法规对镁铬耐火材料产业链进行规范引导、采取系列措施抑制镁铬耐火材料六价铬化合物的形成均无法从根本上消除Cr^6+带来的隐患,而最根本的办法是开展耐火材料无铬化研究与应用。针对高温工业装备应用镁铬耐火材料带来的污染问题,国内外耐火材料工作者相继开展了高温装备绿色化研究与应用工作。其中水泥回转窑、RH精炼炉用耐火材料取得的无铬化研究成果已经实现了产业实践,产生了积极的社会效益,特别是水泥回转窑烧成带用耐火材料率先实现了无铬化。目前在水泥回转窑烧成带取得较好使用效果的是镁钙锆质耐火材料及镁尖晶石质耐火材料,它们能够替代镁铬砖并满足服役要求,上述研究与应用成果极大促进了钢铁工业用RH精炼炉无铬化的研究与实践。当前RH精炼炉无铬化研究已经成功获得应用,并且有多种不含铬材料替代方案,其中以复合镁铝尖晶石砖的应用最为普遍,在国内外一些RH精炼炉用耐火材料已经相继实现无铬化,实现了绿色化发展理念。上述成功经验有以下两点:(1)依靠行业自主技术创新,实现企业的社会价值;(2)依赖于社会大众环保意识的提高以及政府相关环保产业政策的引导,两种合力共同推动了高温装备的绿色化应用与发展。在今后的一段时期内,镁铬耐火材料在有色等领域依然难以代替,仍然是一些炉衬关键部位的主导材料,开展有效的无铬化研究与应用任重道远,因此提高镁铬砖性能、延长服役寿命以及减少材料消耗仍是重要课题。为此需要做好以下两点:(1)提高材料抗FeO-SiO2渣侵蚀性能;(2)提高材料的抗铜硫渗透性能。随着高温工业新工艺的实施和新技术、新装备的涌现,镁铬耐火材料在一些新领域也有一定的应用前景,因此开展高温装备绿色化研究与应用仍然是一个持久和不断进步的过程。本文归纳了镁铬耐火材料的特性及其在高温工业装备中的应用与损毁机理,重点介绍了水泥回转窑、钢水精炼RH炉绿色化研究与应用取得的积极进展,分析了炼铜炉绿色化应用存在的主要难点以及研究方向,指出了在积极推行回转窑、RH炉绿色化的同时,提高镁铬砖性能并减少其在炼铜炉中的消耗仍然是重要课题。

基于工程损伤理论的高温装备可靠性评估与运维管理

在航空航天、核电、能源化工等重要工程领域,高温装备服役于极端恶劣的工作环境,可靠性问题日益突出,如何确保其长寿命高可靠性服役是研究热点问题。一方面,高温复杂装备由众多零部件构成,部件失效模式多样以及不同部件失效模式耦合相关给可靠性评估带来极大的困难;另一方面,装备服役过程中载荷工况复杂多变,关键高温部件在多损伤交互作用下的性能退化行为具有明显不确定性,造成装备运维精细化管理难度大。基于工程损伤理论,围绕高温装备可靠性评估与运维管理两个方面进行了深入探讨,总结和梳理了高温装备可靠性研究的分析流程、主要研究手段、当前研究成果及需要解决的问题。

有机固废资源化智能装备应用的社会价值

超高温生物发酵技术是提高有机固废无害化、减量化、资源化生产效率的重要手段,不受气候影响,可全天候生产,日清日洁,避免堆放所产生的二次污染,利用快速升温技术使微生物的能量代谢、碳水化合物的代谢迅速达到峰值,又利用其代谢产热的特征,保持代谢温度持续,大幅度缩减代谢周期,实现资源化过程的节能降耗。嗜高温菌群对氧化亚氮的超强抑制作用,最大限度地减少温室气体排放,实现减污降碳。

陶瓷岩板高温烧成装备的研究及应用

陶瓷岩板是近年来的热门产品。但因其面积大(规格尺寸大)、厚度范围宽,对窑内温差、冷却控制、传动走砖等直接影响产品质量的关键技术提出较高的要求。此外,陶瓷岩板经高温烧结而成,能耗高。因此,节能也是重要关注点。本文介绍德力泰公司的陶瓷岩板烧成窑炉及其解决上述问题的方法,供同行参考,希望共同促进陶瓷岩板烧成技术的进步。

激光修复在高温合金叶片及构件用装备中的应用及发展

高温合金由于其优异的高温力学性能和抗腐蚀性能,广泛应用于航空发动机、燃气轮机的叶片等关键热端部件。在高温、高压及腐蚀环境下的长期服役过程中,容易出现裂纹、磨损等损伤,导致零件失效。激光增材制造为高温合金叶片等损伤部件的修复再利用提供了新的可行途径。综述了激光修复技术在高温合金叶片等部件中的应用现状,重点从杂晶及裂纹两个方面分析了目前激光修复高温合金所面临的主要问题及研究现状。总结了激光修复高温合金的新手段新方法,并对激光修复高温合金的未来发展趋势进行了展望。