掺杂氧化钇和富镧钐渣对连铸水口MgO-C耐火材料性能的影响

本研究分别考察了氧化钇(Y_(2)O_(3) )和富镧钐渣掺杂量对MgO-C耐火材料微观结构、烧结性能、力学性能和抗稀土钢侵蚀性能的影响。结果表明,Y_(2)O_(3) 和富镧钐渣通过与SiO_(2)和Al_(2)O_(3)反应而生成稀土硅酸盐和稀土铝酸盐,促进材料烧结,提高材料致密性。随着Y_(2)O_(3) 和富镧钐渣掺杂量增大,MgO-C耐火材料的体积密度、抗折强度和耐压强度均先增大后减小,而显气孔率的变化趋势相反。当Y_(2)O_(3) 和富镧钐渣的掺杂量分别为0.5%时,MgO-C耐火材料的体积密度分别为2.87 g/cm^(3)和2.85 g/cm^(3),显气孔率分别为9.6%和10.2%,抗折强度分别为7.6 MPa和6.8 MPa,抗压强度分别为46.4 MPa和41.2 MPa,致密性和常温力学性能提高的幅度最大,抗Ce基稀土钢侵蚀性能相比未掺杂稀土氧化物的试样分别提高了7.6%和10.2%。

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。

Microwave-assisted Synthesis of Al_(4)SiC_(4) and Its Effect on Properties of MgO-C Refractories

Al_(4)SiC_(4) was synthesized from Al powder, silicon carbide, and graphite by microwave sintering, and characterized by XRD and SEM. Then the synthesized material was added to the magnesia carbon refractory brick to study its effect on the oxidation resistance, apparent porosity, bulk density, elastic modulus, and modulus of rupture. It is found that Al_(4)SiC_(4) can be synthesized by microwave sintering at 1 300 ℃ and the addition of Al_(4)SiC_(4)-containing material as an antioxidant can enhance the oxidation resistance of the magnesia carbon refractory brick.

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。

MgO-C质塞棒侵蚀机理及改进措施

针对某钢厂连铸MgO-C质塞棒棒头侵蚀特征,结合XRF、XRD和电镜能谱等检测分析手段,研究了棒头侵蚀机理。结果表明,在连铸中间包控流点附近形成高真空区域,MgO被还原导致晶粒分解和碎化,向钢水供镁,并形成低强度多气孔结构反应层容易被钢水渗透和冲蚀。MgO晶间基质硅含量过高,易形成结晶相与缩孔微裂纹,恶化晶间强度,易导致MgO颗粒从棒头剥落进入钢液。上述结果造成塞棒控流失效,对连铸生产稳定与铸坯质量构成威胁,影响初始夹杂物成分恶化钢水洁净度;通过优化控流区流场、改善原材料等措施可降低塞棒侵蚀风险和相关负影响。

不同结合剂结合MgO-C耐火材料的性能研究

为减少碳排放,以电熔镁砂、鳞片石墨、Al-Si复合粉、α-Al_(2)O_(3)微粉为原料,分别选用新型环保的络合镁铝胶结剂(简写为W粉)和酚醛树脂(简写为PF)为结合剂,制备了MgO-C耐火材料,对比了其物理性能及抗热震性。结果表明:1)不同温度处理后,以W粉结合的试样W的线变化率、显气孔率均大于以PF结合的试样PF,体积密度、常温耐压强度略小于试样PF的;2)试样W比试样PF的抗热震性好,且试样W热震1次后的常温抗折强度比热震前的提高19.2%。

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。

探讨分离胶促凝采血管的各组分对钾、钠、氯、钙、磷、镁离子检测结果的影响

目的了解分离胶促凝采血管的分离胶、胶塞和管壁涂层对钾、钠、氯、钙、磷、镁离子检测结果的影响。方法收集郑州大学第一附属医院2023年8月至9月100例献血者的混合血清,将其分装在不同试管中,试管进行不同的处理,试管分为4组:A组将血清放置在干燥玻璃管和黄色胶塞组成的试管中,并倒立放置;B组将血清放置在管壁涂有分离胶的干燥玻璃管中,并直立放置;C组将血清放置在红帽盖和去除分离胶的黄色管子中,并直立放置;D组将血清放置在红帽盖玻璃管中并直立放置作为实验对照组。以上各组试管均室温放置过夜并离心检测,以红帽盖干燥管的测定结果为参考,通过配对t检验分析,观察分离胶促凝采血管各组分对钾、钠、氯、钙、磷、镁离子检测结果的影响;以《临床生物化学检测常规项目分析质量指标》(WS/T403-2012)中允许总误差(TEa)的1/2评价分离胶采血管不同组分对检测结果的影响。结果胶塞对镁离子的检测结果影响差异有统计学意义(P<0.01)、对钾、钠、氯、钙、磷离子的检测结果影响差异无统计学意义(P>0.05);分离胶和管壁涂层对钾、钠、氯、钙、磷、镁离子检测结果影响差异均无统计学意义(P>0.05);当以1/2TEa作为可接受的偏移时,胶塞浸泡的血清镁离子的检测结果偏移超出了范围。结论分离胶采血管在临床检验中能发挥重要的作用,但在应用分离胶采血管前应根据检测项目选择合适的运输方式避免倒置以免影响镁离子的检测结果。

低碳MgO-C材料的抗热震性研究

以电熔大结晶镁砂、天然鳞片石墨、纳米炭黑、酚醛树脂、铝粉等为主要原料制备w(C)=3%的低碳MgO-C材料,以其抗热震性为考核指标,选取颗粒级配、复合抗氧化剂、石墨粒度和复合结合剂4个因素,进行了四因素三水平正交试验。结果表明:在本试验范围内,颗粒级配是影响低碳MgO-C材料抗热震性的主要因素,复合抗氧化剂次之,石墨粒度和复合结合剂的影响基本相当;通过极差分析确定,镁砂颗粒级配(3～1、1～0.088和≤0.088mm的镁砂的质量比)采用50:23:27,复合抗氧化剂采用Al2.5+Mg-Al0.5+B4C0.5,石墨粒度采用10μm的,复合结合剂采用炭黑N220+沥青+酚醛树脂,可制备出抗热震性最佳的低碳MgO-C材料。

成型压力对原位氮化生成Si3N4结合MgO-C材料性能影响

以电熔镁砂、单质Si粉和鳞片石墨为主要原料,木质磺酸钙溶液(1.25g/mL)为结合剂,氮气气氛下分别于低温段1350℃氮化2h和高温段1500℃氮化3h制备成MgO-C材料。通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分别分析试样的物相组成和显微结构,显气孔率、体积密度和耐压强度被用来表征试样的物理性能。结果表明:除500 MPa成型压力下试样内部生成少量的MgSiN2相外,不同成型压力氮化后试样的物相组成并无明显变化,主要生成α-Si3N4、β-Si3N4和少量的SiC相。试样内部原位氮化合成的β-Si3N4晶体主要呈现长柱状形貌。当成型压力为400MPa时,β-Si3N4晶体的尺寸最大,试样显气孔率最低,耐压强度最大。

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。

MgO-C材料低压动态条件下抗侵蚀性的研究

采用真空感应炉浸棒法,在真空度为5 kPa,于1 650℃保温25 min的试验条件下研究了w(C)约为10%的MgO-C材料的抗熔渣侵蚀性;对试验后的试样进行观察与测量,并用SEM分析了侵蚀后试样显微结构。结果表明:在本试验条件下,熔渣的侵蚀速率大于MgO与C反应的脱碳速率,随着CaO-SiO2渣系碱度的提高,MgO-C材料侵蚀量减少;MgO-C材料对CaO-Al2O3熔渣有较强的抗侵蚀性。

MgO-C耐火材料对钢水的增碳作用及机理的研究进展

总结了近年来国內外关于耐火材料对钢水性能的影响的研究成果,重点讨论了MgO-C耐火材料对钢水增碳的影响因素及其机理等方面研究所取得的进展。系统地研究耐火材料对钢火的影响,并利用研究结果设计制备新型耐火材料进而提高钢水性能将成为耐火材料研究发展的新趋势。

炼钢电弧炉渣线用后MgO-C砖的显微结构分析

为了研究MgO-C砖在电弧炉实际冶炼条件下的侵蚀机制,采用扫描电镜和能谱仪分析了炼钢电弧炉渣线部位用后MgO-C砖的显微结构。结果显示:用后MgO-C砖可分为渣层、镁砂层、脱碳层、原质层;渣层中有大量类球形颗粒出现,其主要成分是镁浮氏体和钙镁硅酸盐;镁砂层的镁砂颗粒被炉渣由外而内逐渐溶解,或因炉渣不断渗入镁砂颗粒的晶界而解体;在靠近原质层的脱碳层区域,有氧化铁被石墨还原生成的大量铁珠。据此认为,炼钢电弧炉渣线部位MgO-C砖的侵蚀机制为:电炉渣中的氧化铁首先氧化了石墨,然后炉渣不断侵蚀镁砂颗粒,使其溶解或解体形成小颗粒。

二茂铁对MgO-C耐火材料基质显微结构的影响

将二茂铁加入到含金属Al的MgO-C材料基质中,经高温处理后,研究了二茂铁对基质物相组成和显微结构的影响。结果表明,从1300℃开始,基质中原位生成大量的富镁尖晶石纤维,纤维的数量、长度和直径随处理温度的升高而增大。推测尖晶石纤维是在二茂铁热解产生的纳米铁粒子催化作用下,通过气-液-固(VLS)机制和气-固(VS)机制形成。同时二茂铁还可能起到催化MgO的碳热还原反应和Al4C3的分解反应的作用,使材料基质在较低温度下开始产生Mg、Al气相,促进纤维的生长。二茂铁的加入还使低碳MgO-C材料产品的物理性能得到提高。

SiC含量对ZrB_2-SiC/MgO-C低碳复合耐火材料性能的影响

以镁砂、鳞片石墨和ZrB_2-xSiC(x为0,20%,40%,60%,80%,100%,质量分数)复合粉为原料,经成型、干燥、固化和不同温度(1 373,1 673K)保温3h热处理后,制备得到ZrB_2-SiC/MgO-C低碳复合耐火材料,研究了SiC含量对该耐火材料物理和力学性能的影响.结果表明:随SiC含量的增加,固化后复合耐火材料的体积密度和常温抗折强度先增大后减小再略有增大,耐压强度则波动性降低,当SiC质量分数为20%时,复合耐火材料的常温性能最佳;在1 673K保温3h热处理后,复合耐火材料的抗折强度随温度的升高呈先增大后减小的变化趋势,当SiC质量分数为20%时,不同温度下的抗折强度均达到最大;SiC含量的改变对不同温度下的载荷和位移关系影响较小,复合耐火材料的塑性变形开始温度为873~1 073K,断裂温度均为1 673K.

Fe粉对MgO-C材料显微结构和性能的影响

以电熔镁砂、炭黑、石墨以及Si粉为原料,热固性酚醛树脂为结合剂,Fe粉为催化剂,分别经1200和1400℃埋炭热处理后制备了MgO-C试样,研究了不同温度下催化剂Fe粉对试样的物相组成、显微结构以及抗热震性能的影响。结果表明:Fe粉的加入对试样的物相组成基本无影响,经1200℃热处理后的试样中生成了新物相SiO_2和Mg_2SiO_4;当温度升高至1400℃时,试样中的SiO_2参与反应生成了新相SiC。不含Fe粉试样中生成的Mg_2SiO_4呈柱状,而含Fe粉试样中的Mg_2SiO_4呈晶须状。经不同温度热处理后,含Fe粉试样经热震1次后(1100℃,水冷)的残余抗折强度均高于不含催化剂的,Fe粉的加入使试样具有更好的强度和更加优异的抗热震性能。

电磁场作用下高铁渣对MgO-C耐火材料的侵蚀

电磁场会促使熔渣中的铁、锰离子与MgO-C耐火材料反应形成锰掺杂镁铁尖晶石相,为进一步研究锰掺杂镁铁尖晶石的生成形貌及特征,采用Fe2O3质量分数为53.62%、CaO与SiO2质量比为0.8的高铁渣,分别在有、无电磁场环境下,对碳质量分数为14%的MgO-C耐火材料进行渣蚀试验。结果表明:感应炉存在电磁场,使熔渣中部分Fe2+/Fe3+与镁砂中Mg2+发生置换形成镁铁尖晶石,其含有少量Mn2+离子;镁铁尖晶石中铁含量从渣蚀层到渗透层急剧降低,锰含量几乎维持不变;侵蚀后试样渗透层较明显。电阻炉无电磁场,则侵蚀后试样没有形成镁铁尖晶石,熔渣中Si、Ca渗透到方镁石晶格中,形成钙镁榄橄石低熔相,将镁砂溶解到熔渣中;渣蚀层有明显的MgAl2O4生成。

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。

添加球状Ni粉对MgO-C材料基质中次生碳显微结构的影响

在以电熔镁砂和鳞片石墨为主原料，热固性酚醛树脂为结合剂制备的MgO-C材料中，为了避免酚醛树脂炭化后产生的碳脆性大、石墨化难且抗氧化性差等不足，研究了单独添加2％（w）的球状Ni粉以及同时添加2％（w）的球状Ni粉和7．5％（w）的Al粉对MgO-C材料基质中次生碳显微结构的影响。结果表明：添加球状Ni粉的酚醛树脂炭化后有大量的碳晶须生成；仅添加球状Nj粉的MgO-C试样经不同温度热处理后，生成的物相均以碳微球的形式存在，随着热处理温度的升高，碳微球变化并不明显；同时添加Al粉和球状M粉的MgO-C试样经1000℃热处理后开始有碳晶须生成，碳晶须的直径约0．4～0．5μm，长度3～4μm，随着热处理温度的升高，碳晶须的生成量逐渐增加。