用后铁沟料加入量对Al_(2)O_(3)-SiC-C质浇注料性能的影响

为提高用后耐火材料的再利用率,以棕刚玉、用后铁沟料、白刚玉、碳化硅、α-Al_(2)O_(3)微粉、SiO_(2)微粉等为主要原料,制备了Al_(2)O_(3)-SiC-C质浇注料。探究了用后铁沟料加入量(加入质量分数分别为0、14%、28%、42%和56%)对浇注料性能的影响。结果表明,随用后铁沟料加入量的增加,浇注料的加水量显著增加,试样经1450℃保温3 h热处理后由膨胀转变为收缩,试样经110℃保温24 h及1450℃保温3 h热处理后的体积密度、常温抗折强度、抗侵蚀性能均呈现下降趋势,但当用后铁沟料加入量不超过28%(w)时,性能下降幅度较小。将用后铁沟料加入量为28%(w)的浇注料用于1080和1350 m3高炉铁沟支沟与渣沟,取得了良好服役效果,主体结构服役周期大于70 d。

抗氧化剂对Al_(2)O_(3)-SiC-C铁沟浇注料性能的影响

在Al_(2)O_(3)-SiC-C铁沟浇注料抗氧化行为研究的基础上,对比研究了碳化硼、单质硅的添加及其二者复合对浇注料显微结构与性能的影响。研究结果表明:随着碳化硼加入量的增加,浇注料的抗氧化性和致密性得到改善,常温和高温力学性能、抗熔渣侵蚀和渗透能力显著提高;但是,碳化硼加入量过高可导致含硼低黏度液相的生成量增加,并降低浇注料的抗熔渣侵蚀性能。单质硅的添加及不同粒径硅粉的复合,有利于浇注料致密性和抗氧化能力的提高;控制小粒径单质硅的加入量,同时降低低熔点复合硅酸盐液相的生成量,有利于保持浇注料优良的抗氧化性、力学性能和抗熔渣侵蚀性能。

硅微粉对Al_2O_3-SiC-C质铁沟料的性能影响

本文以棕刚玉、碳化硅粉、氧化铝微粉、纯铝酸钙水泥(Secar71)等原料制备了Al_2O_3-SiC-C(ASC)质铁沟浇注料,探讨了低硅微粉加入量(质量分数分别为0、0.5%、1%、1.5%)对铁沟浇注料性能的影响。研究结果表明:在110℃烘干24 h和在1450℃煅烧保温3 h后,随着硅微粉加入量的增加,铁沟料加水量逐渐减小,显气孔率呈现先减小后增大的趋势,体积密度的变化趋势与显气孔率的正好相反,常温抗折强度及耐压强度呈现逐渐增强的趋势,加入1.5%硅微粉的试样线膨胀系数比1%试样的大。综合分析ASC铁沟浇注料在高炉使用过程中各方面的性能要求,在现有颗粒级配工艺下,低硅微粉较为合适的含量为1.0%。

矾土骨料对Al_2O_3-SiC-C铁沟浇注料性能的影响

为降低铁沟浇注料的原料成本,以粒度>1 mm的高铝矾土熟料GL-90和矾土均化料GL-88分别替代常规棕刚玉质Al2O3-SiC-C铁沟浇注料中>1 mm的棕刚玉颗粒,研究了这两种不同矾土骨料对铁沟浇注料的影响。结果表明:不同矾土骨料对铁沟浇注料的流动性、体积密度、强度以及抗渣侵蚀性均有不同程度的影响。相对矾土均化料而言,品位较高的高铝矾土熟料更适合作为铁沟浇注料中棕刚玉的替代品,以其为主要骨料制成的铁沟浇注料,其各项性能指标与以常规棕刚玉质铁沟浇注料的更为接近,而且在铁水温度不高、热冲击较小的中小型高炉上,这种铁沟浇注料与棕刚玉质铁沟浇注料的使用效果差别不大;而在铁水温度较高、热冲击大的高炉上,与棕刚玉质的使用效果差别较大,尤其是在撇渣器前端回旋区,应尽量使用棕刚玉质的铁沟浇注料。

高纯二氧化硅微粉含量对Al_2O_3-SiC-C铁沟渣线浇注料性能的影响

以棕刚玉颗粒(15～8 mm,8～5 mm,5～3 mm,3～1 mm),板状烧结刚玉(1～0 mm),碳化硅(3～1 mm,≤1 mm,≤0. 063 mm)、白刚玉粉,活性氧化铝微粉和高纯二氧化硅微粉以及单质硅粉和球状沥青等为主要原料,制备了出铁沟渣线用Al_2O_3-SiC-C质浇注料,并研究了高纯硅微粉含量对其流动性及高温使用性能的影响。结果表明:随高纯硅微粉含量的增加,浇注料的初始流动性基本呈增加趋势,且其流动值的保持时间延长。随高纯硅微粉含量的增加,浇注料的热态抗折强度呈增加趋势,且抗侵蚀性也会增强。

碳源对Al_(2)O_(3)-SiC-C质铁沟浇注料性能影响的研究进展

本文综述了沥青、炭黑、焦炭和石墨等常规碳源,表面改性碳以及新型碳源对Al_(2)O_(3)-SiC-C质铁沟浇注料性能影响的研究概况。沥青在Al_(2)O_(3)-SiC-C质浇注料中发挥着重要作用,其加热软化后渗透或挥发、凝结到浇注料的缝隙或气孔中,可以增强颗粒之间的结合,改善高温下液相分布,避免过烧结,显著提高浇注料的抗渣性能。炭黑粒度细小,可充分填充空隙,降低烧后试样的气孔平均孔径,改善高温下抗侵蚀性。炭黑、焦炭和石墨等常规碳源适合作为附加碳源和沥青配合使用,达到互补的效果。表面改性碳中造粒石墨具有较好的应用效果,可大幅提高Al_(2)O_(3)-SiC-C质铁沟浇注料中鳞片石墨的引入量,显著提高抗渣性能。新型碳源中含碳树脂粉Carbores P配合沥青添加到Al_(2)O_(3)-SiC-C质铁沟浇注料中可有效提高铁沟服役寿命。

碳源对Al_2O_3-SiC-C质出铁沟用浇注料性能的影响

以球沥青、焦炭和炭黑为碳源,比较了常温下三者的显气孔率、抗折和抗压强度。结果表明,不同种类碳源将对试样的气孔率和抗折强度产生不同程度的影响。

铝酸钙水泥种类对Al_(2)O_(3)-SiC-C质铁沟浇注料性能的影响

以棕刚玉、碳化硅、α-Al_(2)O_(3)微粉、SiO_(2)微粉及不同种类的铝酸钙水泥等为原料,制备了Al_(2)O_(3)-SiC-C质铁沟浇注料,研究了铝酸钙水泥种类(水泥CA50、CA70、Vical71、Vical21)对浇注料性能的影响。结果表明:引入CA50、CA70、Vical71、Vical21四种铝酸钙水泥的试样,随所含水泥中Al_(2)O_(3)和SiO_(2)总含量的增加,CaO及其他杂质含量的减少,110℃干燥后的显气孔率降低,1450℃热处理后的显气孔率先减小后增大,两条件下体积密度的变化幅度均较小;干燥后的常温强度先减小后增大,热处理后的常温强度、高温抗折强度、抗渣性能均逐渐增大。综合实验室和工业试验结果考虑,选用水泥Vical21,使用效果最好。

改性多层石墨烯加入量对Al_(2)O_(3)-SiC-C浇注料性能的影响

为了将亲水性较差的多层石墨烯更好地利用在Al_(2)O_(3)-SiC-C质铁沟浇注料中,先使用硅溶胶对多层石墨烯进行改性,然后将其添加到Al_(2)O_(3)-SiC-C质铁沟浇注料中,主要研究了硅溶胶改性多层石墨烯添加量(外加质量分数分别为0、0.05%、0.1%、0.15%、0.2%)对Al_(2)O_(3)-SiC-C质铁沟浇注料的流动性、烧后线变化、显气孔率、常温强度和高温强度等性能的影响。结果表明:1)在加水量相同的情况下,浇注料的流动值随改性多层石墨烯加入量的增多而线性减小。2)随着改性多层石墨烯加入量的增加,烘干及不同温度热处理后浇注料的致密度、常温强度、高温强度都呈先增大后减小的变化趋势,并且都在加入0.1%(w)的改性多层石墨烯时达到最大。

氮化硅-氧氮化硅复合粉对Al2O3-SiC-C铁沟料性能的影响

为了进一步提高Al 2O3-SiC-C出铁沟浇注料的性能并降低其生产成本,在其中加入质量分数分别为0、2%、4%、6%、8%的氮化硅-氧氮化硅复合粉等量替代其中的碳化硅粉,加水搅拌均匀后,检测料浆的流动性,再经浇注成型、养护、烘干、不同温度(800、1100和1450℃)热处理等程序制成浇注料试样,然后检测浇注料试样的线变化率、显气孔率、体积密度、常温抗折强度、热态抗折强度和抗渣性,并采用XRD分析浇注料试样的物相组成。结果表明:1、加入氮化硅-氧氮化硅复合粉后,Al 2O3-SiC-C出铁沟浇注料的初始流动值减小,烧后线变化率、显气孔率、体积密度、常温抗折强度和热态抗折强度变化不大,抗高炉渣侵蚀性提高。2、综合考虑,氮化硅-氧氮化硅复合粉的最佳加入量为4%(w)。

复合抗氧化剂加入量对Al_2O_3-SiC-C浇注料性能的影响

以电熔棕刚玉为骨料，电熔棕刚玉粉、活性α-Al2O3微粉、黑碳化硅粉、球状沥青、SiO2微粉、纯铝酸钙水泥等为基质料，配以质量分数为2％、2．3％、2．6％、2．9％的复合抗氧化剂，搅拌均匀制备成Al2O3-SiC—C质浇注料。外加5％（埘）的水搅拌3～5min后，检测浇注料的流动性；经振动成型、养护、脱模、干燥后，于1500℃空气气氛中热处理3h，测定热处理后试样的质量损失率、体积密度、显气孔率、常温耐压强度、常温抗折强度和抗热震性。结果表明：随着复合抗氧化剂加入量（W）从2％增加到2．9％，浇注料的流动性变化不大并且保持较高的水平，显气孔率、体积密度和常温强度变化不大，质量损失率从1．14％减小到0．35％，氧化层厚度逐渐减小；复合抗氧化剂加入量为2．9％（W）的试样热震后耐压强度仍保持在70MPa左右，具有较好的抗热震性。

改性焦对Al2O3-SiC-C铁沟浇注料性能的影响

为避免或减少出铁沟浇注料中沥青对环境的污染,以15~1 mm棕刚玉、≤1 mm板状刚玉、≤0.076 mm白刚玉、≤3 mm碳化硅、≤0.076 mm单质硅、≤0.076 mm自制增强剂和≤1 mm改性焦和球沥青为碳源制备了Al 2O 3-SiC-C质浇注料。研究了含改性焦2%、3%、4%(w),球沥青3%(w)以及改性焦和球沥青各1.5%(w)的配方试样分别经110、800、1 100、1 450℃热处理后的常温物理性能及高温性能。结果表明:相对于球沥青配方,含改性焦的铁沟料施工性能较好,高温抗折强度也较高,但抗渣渗透性略差。而采用球沥青和改性焦作为复合碳源时,不仅通过减少沥青用量降低了污染,其综合性能也优于含单一碳源的试样,因此改性焦是一种比较好的铁沟料用炭素材料。

不同种类氮化硅粉在Al2O3-SiC-C铁沟料中的作用比较

为进一步提高出铁沟的高温使用性能,以棕刚玉颗粒、板状烧结刚玉细颗粒、白刚玉粉、碳化硅颗粒和细粉、活性氧化铝粉、硅微粉、铝酸钙水泥、抗氧化剂、单质硅粉、球沥青、氮化硅粉制备了Al2O3-SiC-C浇注料。比较了三种不同种类的氮化硅粉(氮化硅-氧氮化硅复合粉、氮化硅铁粉、高纯氮化硅粉)在铁沟料中的作用,结果发现:1.三种氮化硅粉的引入,降低了浇注料的流动值,对线变化率影响不大,但增强了致密度,改善了抗氧化性,提高了高温抗折强度。2.氮化硅-氧氮化硅复合粉对铁沟料高温抗折强度和抗渣性均有显著提高,且与高纯氮化硅粉综合作用相当;氮化硅铁粉的引入提高了铁沟料的致密度,并改善其在1100、1450℃时的抗氧化性,但也降低了材料的强度及抗渣性能。3)将氮化硅-氧氮化硅复合粉与氮化硅铁粉共同加入铁沟料中时,相对于仅加氮化硅-氧氮化硅复合粉有更好的流动性,又抑制了氮化硅铁粉对强度和抗渣性能的劣化,具有良好的综合性能,可望在铁沟料中得以应用与发展。

BN粉加入量对Al2O3-SiC-C浇注料性能的影响

为了提高均质矾土基Al2O3-SiC-C耐火浇注料的性能,在以88均质矾土颗粒、碳化硅颗粒和细粉、白刚玉细粉、活性α-Al2O3微粉、球状沥青、SiO 2微粉、铝酸盐水泥为主要原料的均质矾土基Al2O3-SiC-C浇注料中,添加质量分数分别为0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的氮化硼粉(粒度≤1μm),研究氮化硼粉加入量对Al2O3-SiC-C浇注料常温物理性能、抗氧化性能和抗渣侵蚀性的影响。结果表明:添加0.5%~1%(w)的BN粉有助于试样的烧结致密化;随着BN粉加入量的增加,试样的抗氧化性和抗渣性逐渐增强;综合考虑,BN粉的适宜添加量为0.5%~1%(w)。

Al_(2)O_(3)-SiC-C复合浇注料的研制及应用

以高铝矾土熟料为主要原料 ,引入一定量的碳化硅、石墨及其它复合添加剂 ,以化学结合剂制成的Al2 O3-SiC -C复合浇注料在混铁炉兑铁槽上使用 ,比AM浇注料使用寿命成倍增长。

“一包到底”铁水包漏铁事故分析及对策

针对某钢铁公司铁水包在采用“一包到底”的运行模式下发生的铁水包漏铁事故,对铁水包各部位渣铁、铁水包包底新砖和事故包残砖进行取样。分析表明,铁水包砖发生异常损坏的主要原因是渣中含有的大量铁氧化物对砖化学侵蚀;CaO和MnO等氧化物渗透到砖的内部,与砖中的成分生成低熔点相。根据铁水包的破损机制制定了铁包在线安全运行的管控应对措施。

金属硅对高炉铁沟浇注料性能的影响

以棕刚玉、碳化硅、炭粉、白刚玉、金属硅等为原料制备Al2O3-Si C-C质铁沟浇注料,并研究了金属硅加入量对浇注料性能的影响。结果表明:随着金属硅加入量的增加,110℃干燥后的显气孔率先上升后下降,随后又上升,体积密度、抗折、耐压强度的变化规律与之呈相反的趋势;1 450℃热处理后,随着硅的增加,显气孔率的趋势与110℃干燥后的类似,材料的体积密度降低,各强度则有所增加;金属硅加入量为1.0%的试样的线膨胀系数要小于加入量为1.9%的试样。综合Al2O3-Si C-C铁沟料在使用过程中各方面的性能要求,在现有技术工艺下,金属硅较为合适的加入量为1.9%。