HIsmelt工艺熔融还原炉用耐火材料的抗侵蚀性研究

为促进HIsmelt工艺的进一步发展和应用,根据HIsmelt工艺熔融还原炉(SRV)的特点,利用静态坩埚法对比研究了SRV渣在1 500℃下对铬刚玉砖、微孔刚玉-莫来石砖、刚玉-莫来石砖、刚玉-尖晶石砖的侵蚀。结果表明:1)铬刚玉砖抗SRV渣渗透侵蚀能力最强,因为FeO与铬刚玉砖中的Al_(2)O_(3)和Cr_(2)O_(3)反应生成高熔点物,抑制炉渣的渗透和侵蚀。2)微孔刚玉-莫来石砖中镁铝尖晶石与钙铝黄长石的生成在侵蚀层形成保护层,阻止SRV渣的渗透侵蚀,在3种无铬材料中,表现出最优的抗侵蚀性。3)刚玉-莫来石砖中由于大量钙长石的形成产生的缝隙造成渣的不断渗入,使得熔渣对砖的侵蚀较严重。4)刚玉-尖晶石砖中原位生成粒径小、活性高的尖晶石晶粒,能有效吸收熔渣中的铁离子形成镁铝铁复合尖晶石,阻挡SRV渣的侵蚀。

铬刚玉砖的性能与应用

以氧化铝 -氧化铬为主要原料生产的高性能铬刚玉砖 ,具有耐火度高、强度大、热震稳定性好、抗侵蚀能力强的特点 ,使用中耐冲刷 ,耐磨损 ,抗侵蚀 ,抗结构剥落 ,已在冶金、玻璃、炭黑。

五种耐火材料的抗飞灰侵蚀对比试验

为探寻适合在飞灰熔融炉中使用的耐火材料,以提高飞灰熔融炉的使用寿命,采用静态坩埚法,对国内某公司飞灰熔融炉用熔铸锆刚玉砖AZS-41以及有望适用于飞灰熔融炉的高铬砖CRB-86、铬刚玉砖CRCB-30、刚玉砖CB-99和锆英石砖DZB-69进行了抗飞灰侵蚀对比试验,并对侵蚀后试样进行了SEM和EDS分析。结果表明:1)熔铸锆刚玉砖AZS-41因结构致密而具有优异的抗飞灰渗透性,但抗飞灰侵蚀性能差。2)高铬砖CRB-86抗飞灰渗透性较好,因其高含量Cr2O3的存在而具有优异的抗飞灰侵蚀性。3)铬刚玉砖CRCB-30抗飞灰渗透性较差,因高含量且易被飞灰侵蚀的Al2O3的存在而表现出很差的抗飞灰侵蚀性。4)刚玉砖CB-99因显气孔率高,且Al2O3易被飞灰侵蚀,其抗飞灰渗透性和抗飞灰侵蚀性均最差。5)致密锆英石砖DZB-69因结构致密而具有优异的抗飞灰渗透性;但因锆英石相被飞灰中的碱性成分分解以致产生剥落,因此具有较差的抗飞灰侵蚀性。

钢包用刚玉-尖晶石透气砖的研制与应用

研究了基质中MgO含量对以电熔刚玉、尖晶石为主要原料制成的刚玉 -尖晶石透气砖 (砖芯 )性能的影响 ,并比较了刚玉 -尖晶石砖与传统铬刚玉砖的性能。结果表明 :刚玉 -尖晶石砖热震稳定性优于铬刚玉砖 ,但其体积稳定性不如铬刚玉砖 ,生产中不易控制 ;工业试验表明 ,刚玉 -尖晶石透气砖 (砖芯和座砖 )优于传统铬刚玉透气砖。

刚玉砖和铬刚玉砖的应用

刚玉砖及铬刚玉砖是石化行业造气炉和反应炉的关键耐火衬里材料。本文介绍了国产刚玉砖及铬刚玉砖的力学性能及其在石化行业气化炉和反应炉上的应用情况。结果表明 ,刚玉砖及铬刚玉砖主要理化性能和使用效果达到或超过同类引进产品 ,完全可以替代进口材料 。

供气元件在炼钢工艺中的应用

对炼钢生产的整个过程中使用的供气元件进行了全面介绍。由于使用条件不同 ,各工艺使用的供气元件的种类、结构、材质等也呈现不同的特点 :目前转炉底吹用透气砖多为镁炭质高压成型分段组合式透气砖 ,以满足高寿命要求 ;电炉底吹系统存在直接搅拌与间接搅拌两种形式 ;供气元件在钢包中的应用最广泛 ,为铬刚玉质和刚玉 -尖晶石质及非氧化物结合刚玉质狭缝型或芯板组装式透气砖。此外 ,供气元件在中间包、鱼雷罐车及连铸水口上的应用也日趋广泛 。

三种渣对危废焚烧回转窑用镁尖晶石砖和铬刚玉砖的侵蚀试验

对镁尖晶石砖和铬刚玉砖两种回转窑常用耐火材料与3种不同碱度(分别为0.2、0.5、1.2)的渣在1500℃进行了抗渣试验,并采用SEM和EDS分析了抗渣前后试样的显微结构变化。结果表明:1)镁尖晶石砖的抗熔渣渗透性优于铬刚玉砖的,但抗熔渣侵蚀性不如铬刚玉砖的。2)镁尖晶石砖对高碱度渣表现出良好的抗渣性;铬刚玉砖的抗渣性具有普适性,渣的碱度对其抗渣性影响不大。

煤灰渣在Cr_2O_3-Al_2O_3-ZrO_2砖表面润湿与渗入行为的研究

将灰分(w)为6.81%,挥发分(w)为32.68%的煤制成煤灰后,压成圆柱形的煤灰柱放在Cr2O3(w)含量约为90%的Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖上,再推入管式加热炉中,在Ar气氛下,通过升温试验(升温至1200℃)和保温试验(升温至1165℃保温20min),考察了煤灰渣在Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖表面的润湿与渗入行为。结果表明无论是升温试验还是保温试验,煤灰柱的变化过程完全一致,都经历了变形、熔融和润湿等一系列的变化。对升温试验过程中煤灰柱变化的观察和照片的处理结果均表明煤灰柱在1100℃时局部凹进去形成不规则形状;在1165℃时煤灰完全熔化,煤灰柱变成半球形;在1180℃时接触角<90°,煤灰渣开始在Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖表面发生润湿。对升温试验后的Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖表面和渣表面的化学组成分析表明有大量Fe堆积在煤灰渣与Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖表面接触处,而邻近处几乎没有发现Fe,可能是由于Fe与Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖中的一些组分形成了某种晶相,使得Fe很难进入Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖;接近煤灰渣的Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖表面组成中出现了Ca,说明熔融灰渣中的Ca渗入Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖;同时,煤灰渣中出现了Cr,表明在熔融灰渣渗入Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖的同时,砖中的Cr也熔入了熔渣中。

大型合成氨装置及炉衬用耐火材料

介绍了引进的以天然气、渣油和煤为原料的大型合成氨装置的工艺原理、炉型选择和炉衬耐火材料。同时介绍了气化炉用各种耐火材料国产化的进展情况，以及耐火材料的损毁机理。

大尺寸铬刚玉砖烧结中温度场和应力场的分析

为解决大尺寸铬刚玉砖在烧成过程中出现的黑芯和裂纹现象,测试了等静压成型的大尺寸铬刚玉砖坯高温状态下的性能指标,利用ANSYS软件对(300～500) mm×(150～600) mm×(75～400) mm的五种尺寸铬刚玉砖坯进行建模,计算了500、1 000、1 500℃三个温度点下坯体内部的温度场和应力场分布情况,以分析导致坯体烧成过程中开裂和黑芯的原因:坯体内外部温差过大,中心区烧成时间不足,导致大尺寸砖坯烧成过程中的黑芯现象;大尺寸坯体内应力较高,引起烧成内裂。根据建模结果及实际生产情况认为:在砖坯烧成过程中,砖坯内部温差控制在20℃以下,砖坯内外可到达相同的烧结状态;砖坯应力差应控制在4 MPa以下,可减少砖坯的开裂。

铬刚玉透气砖的研制

以烧结板状刚玉为主要原料,加入微粉和添加剂,制成狭缝式铬刚玉透气砖,结果表明,该砖理化指标和使用效果都较好,完全可以满足钢厂炼钢吹氩工艺要求。

危废焚烧炉渣对耐火材料侵蚀的试验研究

本研究选取铬刚玉、镁铬刚玉和烧结锆刚玉3种不同材质的耐火砖,在不同酸碱熔渣环境下进行侵蚀试验并探索侵蚀成因。结果表明,酸性熔渣环境下,铬刚玉砖抗侵蚀性能较好,镁铬刚玉砖侵蚀较为严重,烧结锆刚玉砖侵蚀明显;随温度升高、时间延长,铬刚玉砖的抗侵蚀性能最优,镁铬刚玉砖抗侵蚀性能、抗热膨胀性能均较差,烧结锆刚玉砖侵蚀最严重;中性熔渣环境下,铬刚玉砖抗侵蚀性能降低,侵蚀状况略微明显,镁铬刚玉砖侵蚀状况相对较好,液面线上方出现了一定程度的裂缝,烧结锆刚玉砖侵蚀速度较快,液面线处出现明显“凹槽”;碱性熔渣环境下,铬刚玉砖表面被侵蚀恶化明显,镁铬刚玉砖侵蚀状况不明显,烧结锆刚玉砖被侵蚀明显。对侵蚀成因进行分析发现,侵蚀是由焚烧炉渣原渣中含有的NaO非晶态矿物、结晶态石英和外加钙质氧化物与耐火材料中化学成分发生反应导致的,侵蚀速度与耐火材料化学成分有关。

危废处置回转窑用典型耐火材料抗熔渣侵蚀性能研究

对比了危废处置回转窑用几种典型耐火材料铬锆刚玉50砖、铬锆刚玉30砖、铬刚玉砖、高铝砖、刚玉莫来石砖和铝铬碳化硅砖分别在1100和1300℃的抗熔渣侵蚀性能。结果表明:1)在1100℃侵蚀试验后,6组试样均表现出较好的抗侵蚀性能和抗渗透性能,试验后坩埚内都残留了大量熔渣。2,在1300℃侵蚀试验后,6组试样的熔渣侵蚀和渗透行为显著加剧。铬锆刚玉50砖依然保持了较优异的抗侵蚀性,但出现了熔渣渗透现象;铬锆刚玉30砖和铬刚玉砖被轻微侵蚀,同时渗透程度加大;由于氧化铬在熔渣中的溶解度极低,含铬试样具有优异的抗熔渣侵蚀性能,但其抗熔渣渗透性能一般;高铝砖侵蚀最为严重,已经看不到试样与渣接触的界面结构;刚玉莫来石砖工作层被熔渣侵蚀后有钙长石生成,促进了基体的致密化,阻碍了熔渣的进一步渗透;由于显气孔率高,铝铬碳化硅砖的抗侵蚀性能和抗渗透性能均较差。

大型卧式硫磺回收炉内衬结构的改进及材料选择

根据大型卧式炉内衬结构特点和运转情况 ,对大型卧式硫磺回收炉的结构及炉衬材料进行了分析和改造。锥段热面衬里选用铬刚玉砖替代原来的刚玉浇注料 ,同时改进炉咽喉预制件的材料和结构 。

红柱石加入量对铬刚玉砖性能的影响

为了提高铬刚玉砖的抗热震性,在铬刚玉砖配料中添加不同量的红柱石等量取代相同粒度的电熔白刚玉,经混练、成型、干燥、烧成后,检测其致密度、常温强度、常温耐磨性、高温抗折强度和抗热震性,并进行XRD、SEM和元素面扫描分析。结果表明:1、红柱石莫来化反应的体积膨胀效应降低了铬刚玉砖的显气孔率。2、由于莫来石的密度和硬度均低于刚玉的,砖中刚玉相比例的降低不仅导致体积密度下降,也导致常温强度和常温耐磨性能呈下降趋势。3、基质中交错分布的柱状莫来石可有效改善试样的高温抗折强度和抗热震性。4、综合考虑,红柱石添加量以不超过18%(w)为宜。

狭缝式铬刚玉透气砖的研制及应用

把以电熔刚玉、氧化铬为主要原料制成的低水泥振动成型座砖，经机压成型的铬刚玉套砖、铬刚玉造气板，和以电熔刚玉为主要原料制成的弥散型刚玉透气塞、钢套等组合在一起，制成狭缝式铬刚玉透气砖。经使用该砖达到进口透气砖的水平。

利用铝铬渣生产有色金属冶炼用铬锆刚玉砖

铝铬渣中杂质含量高并且波动大,造成了以铝铬渣为主要原料制备的铬刚玉砖品质下降。为解决这一问题,以铝铬渣为主要原料,添加低铬矿和氧化铝粉,在电弧炉中熔融均化合成电熔铝铬料,再加入电熔锆莫来石制备铬锆刚玉砖。结果表明:将铝铬渣、氧化铝粉、低铬矿混合料在倾倒炉中于2100~2200℃熔炼8 h可得到结构致密的电熔铝铬料,电熔铝铬料的Na 2O、Fe 2O 3、SiO 2和金属Cr含量相较铝铬渣均显著降低。采用电熔铝铬料颗粒和细粉为主要原料,加入10%(w)的电熔锆莫来石颗粒料,制备的铬锆刚玉砖的抗热震性(950℃,风冷)达到56次,抗热震性能良好。

生活垃圾焚烧飞灰和CaO对耐火材料的侵蚀研究

对比研究了飞灰高温熔融炉用典型耐火材料(刚玉-莫来石砖、铬刚玉砖和高铬砖)在1400℃时对生活垃圾焚烧飞灰和纯CaO的抗侵蚀性和抗渗透性。结果表明:1)高铬砖对飞灰和CaO的抗侵蚀性和抗渗透性最好,铬刚玉砖的次之,刚玉-莫来石砖的最差;2)经飞灰和CaO侵蚀后的试验砖中都生成了硅铝酸钙、铝酸钙及硅酸钙等成分,但是飞灰的侵蚀更为严重,因为飞灰中的氯与试验砖中的Al_(2)O_(3)反应生成AlCl_(3)、Al_(2)Cl_(6)和NaAlCl_(4)等气相物质,致使Al_(2)O_(3)含量减少;3)在飞灰熔融过程中,各试验砖同时受高氯、高碱侵蚀。

铬刚玉透气砖在铁合金精炼中的应用

介绍了铬刚玉透气砖的生产控制要点和在铁合金精炼中的应用方法。透气砖替代了原有顶吹工艺,取得了良好的效果。