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碳热法还原攀钢高钛高炉渣工艺研究

硅酸盐通报 doi:10.3969/j.issn.1001-1625.2007.03.007

为了达到使攀钢高炉渣中钛氧化物富集的目的,从而综合有效利用攀钢高炉渣,将含钛高炉渣配加焦粉或者石墨在不同温度下进行烧成.研究了反应温度、还原剂类型及助熔剂铁粉对反应产物富集情况的影响,同时借助于 XRD、SEM 等手段对反应后试样的物相组成和显微结构进行了观察和分析.结果表明:该工艺可以使渣中的钛元素以 TiN 的形式富集;相对于石墨来说,用焦粉做还原剂更有利于渣中钛元素的富集和 TiN 晶粒的生长;助熔剂铁粉的加入使得反应生成的 TiN 晶粒更加容易富集,且生成的 TiN 晶粒以包围状分布在圆形 Fe 的周围,温度的升高使得该现象更加明显.

关键词: 高钛高炉渣 , 碳热还原 , TiN , 金属 Fe 粉

六铝酸钙材料的合成及其显微结构研究

李有奇 , 李亚伟 , 金胜利 , 李楠

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2004.05.007

分别采用轻质碳酸钙和活性氧化铝,或纯铝酸钙水泥和活性氧化铝为初始原料,反应烧结合成了六铝酸钙(CA6)材料,研究了原料和成型压力对合成材料的烧结性能和显微结构的影响,同时借助于XRD、TG-DSC、SEM和EDAX等测试手段对其反应过程、物相变化和显微结构进行了分析和观察.研究结果表明:(1)1300 ℃时,合成材料的主晶相为刚玉相和CA2,并开始有CA6形成;温度升至1400 ℃,CA6大量生成;1500 ℃时反应完成,产物全部为CA6相.1300～1500 ℃时,上述反应表现为体积膨胀过程,试样的体积密度和径向线收缩率随温度的变化不大;而高于1500 ℃时,试样明显趋向烧结,体积密度升高,线收缩率加大.采用纯铝酸钙水泥和活性氧化铝合成的试样的体积密度均高于采用轻质CaCO3和活性氧化铝的,尤其在烧成温度高于1500 ℃时.坯体的成型压力对这两种合成试样的烧结性能均没有显著影响.(2)合成六铝酸钙材料的晶粒形貌与合成工艺有关,制备片状晶粒的六铝酸钙材料需满足两个条件:一是晶核有足够的发育空间,二是从晶核生长形成片状结构需足够的物质扩散.采用纯铝酸钙水泥和活性氧化铝为原料的试样,其CA6晶核很容易发育成片状晶形,且随着坯体成型压力的增加,片状CA6有向等轴状发展的趋势;采用轻质CaCO3和活性氧化铝的试样,坯体成型压力为50 MPa时,CA6的片状晶形明显,但增至200 MPa时,CA6晶形又呈颗粒状,片状晶形不明显.

关键词: 六铝酸钙 , 反应烧结 , 烧结性能 , 显微结构 , 片状结构

CaO含量对刚玉质浇注料性能与显微结构的影响

李有奇 , 李亚伟 , 汪明亮 , 金胜利 , 李楠

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2005.04.009

通过控制铝酸钙水泥加入量,研究了CaO含量分别为0、0.5%、1.3%、1.7%、2.5%、3%、3.5%、4.9%、5.6%和7.5%时对刚玉质浇注料烧结性能、抗热震性和显微结构的影响,同时借助XRD、SEM、EDS和高温热膨胀仪等手段对浇注料的物相变化、热膨胀系数和显微结构进行了分析和观察.结果表明:刚玉质浇注料中CaO含量显著影响着浇注料的烧结性能、抗热震性及其显微结构,当CaO含量低于2.5%时,随着CaO含量的增加,浇注料中片状CA6逐渐增多,并伴随着大量的体积膨胀,导致浇注料体积密度下降,显气孔率上升;当CaO含量超过2.5%时,随着CaO含量增加,浇注料中CA2相含量增加,CA6相含量逐渐减少,浇注料体积密度开始增加,显气孔率下降,线膨胀率减小,CaO含量高于5.6%的浇注料出现了收缩;刚玉质浇注料的抗热震性与显微结构密切相关,CaO含量为4.9%～7.5%的刚玉质浇注料具有很好的抗热震性,这是由于浇注料基质中粒状CA2与片状CA6相互穿插,刚玉骨料边缘片状CA6向基质中生长,强化了基质与骨料的结合,同时CA2相具有低膨胀性,导致浇注料具有较高的强度保持率和抗热震性.

关键词: 二铝酸钙 , 六铝酸钙 , 刚玉质浇注料 , 铝酸钙水泥 , 热膨胀系数 , 抗热震性

不同煤熔渣对水煤浆加压气化炉用高铬砖的侵蚀

柯昌明 , 李有奇 , 赵继增 , 李楠 , 韩兵强

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2014.05.001

为研究不同煤熔渣对高铬砖的侵蚀机制，选取4种物理化学性能差异较大的典型气化炉用后煤熔渣，采用化学分析、XRD、SEM及EDS等研究了不同煤熔渣的性能及其对w（Cr2 O3）≥90％的高铬砖的侵蚀、渗透情况。结果表明：气化炉中煤熔渣主要由SiO2、CaO、Al2 O3、Fe2 O3、MgO组成，但不同煤熔渣的化学组成差异较大，矿物组成及熔融特性温度也不同；在相同条件下，高铬砖侵蚀的主要影响因素是温度和熔渣的化学组成，随温度升高，煤熔渣对高铬砖的侵蚀急速加剧；煤渣中的熔融指数较低时，煤熔渣对高铬砖的侵蚀渗透较为严重；煤熔渣中低熔点相向材料内部渗透、渣中SiO2等对材料中ZrO2等的反应溶解是造成高铬砖失效的直接原因；高铬砖表面形成镁铝铬铁复合尖晶石致密层可以有效降低高铬砖的侵蚀程度。

关键词: 水煤浆加压气化炉 , 煤熔渣 , 熔融指数 , 抗渣侵蚀性 , 尖晶石致密层

基于攀钢含钛高炉渣提钛尾渣的精炼脱硫剂研究

李有奇 , 柯昌明 , 甘霖 , 刘晓 , 李友胜 , 李楠

钢铁钒钛

采用攀钢含钛高炉渣的提钛尾渣为主要原料,以活性氧化钙为改质剂,制备了性能优良无氟无污染的超低硫钢用精炼脱硫剂.研究了CaO加入量对渣系物相组成、半球点温度以及对钢样脱硫率影响的作用机理,并计算了不同CaO含量渣系的硫容量、光学碱度等理论脱硫热力学参数.结果表明:采用活性氧化钙作为改质剂可以明显提高尾渣的理论硫容量、光学碱度值等脱硫热力学参数,并且可以较好地改善提钛尾渣的熔化性能;当提钛后尾渣中的CaO含量为60%时,渣的光学碱度和硫容量值分别为0.781和15.8?0-3,此时渣具有最好的脱硫性能,可以在较短时间内将钢中硫含量从42.4?0-6降为7.95?0-6,脱硫率为81.2％,硫分配系数为192.6;该研究结果为攀钢含钛高炉渣提钛尾渣的综合回收利用开辟了新的途径.

关键词: 含钛高炉渣 , 提钛尾渣 , 精炼脱硫剂 , 活性氧化钙 , 超低硫钢

低膨胀系数材料二铝酸钙的合成及其显微结构研究

李有奇 , 柯昌明 , 李楠

材料导报

采用轻质CaCO3(或纯铝酸钙水泥)和α-氧化铝为原料合成了二铝酸钙(CA2)材料,研究了反应原料、热处理温度和成型压力对CA2烧结性能和显微结构的影响,检测CA2的热膨胀系数,并借助XRD、TG-DSC和SEM等测试手段分析和观察了材料的合成过程及显微结构.结果表明:采用轻质CaCO3(或纯铝酸钙水泥)和活性氧化铝为原料可以合成低膨胀系数CA2材料;坯体成型压力对试样烧结性能没有显著影响;反应原料和热处理温度不同导致CA2材料的烧结性能和显微结构有较大的差异.

关键词: 二铝酸钙 , 热膨胀系数 , 反应烧结过 , 烧结

钢包底吹氩性能优化水模型试验

李有奇 , 于华财 , 寇志奇 , 赵继增 , 华远才

钢铁钒钛

利用水模型模拟了本钢炼钢厂精炼过程的吹氩工艺,研究了优化吹氩孔布置方案对钢液混合效果的影响,以及吹气量大小对混匀时间以及夹杂物的影响.结果表明:在电极圆以外区域可以找到比现行吹氩位置混匀效果更优的双气孔吹氩孔布置方案,混匀时间明显缩短;当吹气孔位于钢包底部1/2R半径上时,两个气孔夹角为30°吹气效果最优;当吹气孔位于钢包底部2/3R半径上时,气孔夹角为150°吹气效果最优;在条件相同的情况下,位于1/2R圆上的双透气砖组合的混匀效果整体上优于位于2/3R圆上的双透气砖组合;钢包底吹氩时的透气量大小要适中,气量过大时对提高溶液混合效果贡献不大,且气量过大会产生明显的卷渣现象.

关键词: 钢包 , 吹氩 , 透气砖 , 水模型 , 优化 , 混匀时间

电熔镁砂加入量对钢包用铝镁质透气砖性能的影响

崔庆阳 , 毛晓刚 , 李有奇 , 吴林林

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2012.04.012

为了实现钢包用透气砖的无铬化,以板状刚玉(6～3、3～1、≤1mm)为骨料,板状刚玉细粉(≤0.044mm)、α-Al2O3微粉(≤5μm,d50=2.01μm)、镁铝尖晶石细粉(≤0.044mm)、电熔镁砂细粉(≤0.044mm)为基质,以纯铝酸盐水泥为结合剂,将骨料和基质的质量比固定为70:30,通过研究电熔镁砂细粉加入量(其质量分数1％、2％、3％、4％、5％)对铝镁质透气砖性能的影响,研制了铝镁质透气砖,与铬刚玉质透气砖的性能进行了对比.结果表明:加入质量分数2％的电熔镁砂细粉,试样的力学性能提高,抗热震性增强；进一步增大电熔镁砂细粉的加入量,由于原位镁铝尖晶石的生成量过多,微裂纹发展成为破坏性裂纹,试样的强度急剧降低,体积密度下降,试样的加热永久线变化增大,抗热震性先增强后减小,高温抗折强度下降.通过铬刚玉质透气砖和铝镁质透气砖性能及现场试用情况的对比,认为铝镁质透气砖可代替铬刚玉质透气砖使用,实现透气砖的无铬化.

关键词: 铝镁质透气砖 , 电熔镁砂 , 铬刚玉质透气砖 , 无铬化

水煤浆气化炉用高铬耐火材料的研究进展

柯昌明 , 李有奇 , 赵继增 , 李楠 , 韩兵强

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2014.04.017

介绍了水煤浆气化炉用高铬耐火材料的发展历程、性能特点及存在的主要问题，并指出了水煤浆气化炉用高铬耐火材料的发展方向。

关键词: 水煤浆气化炉 , 高铬耐火材料 , 添加剂 , 抗渣侵蚀性 , 抗热震性

金属Zn粉对Al2O3 -C耐火材料抗氧化性能的影响

李有奇 , 柯昌明 , 李友胜 , 李楠

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2006.03.011

以板状刚玉、鳞片石墨、Zn粉、Al粉和Si粉为主要原料,以酚醛树脂为结合剂,固定配料中板状刚玉、鳞片石墨、Al粉和Si粉的比例,分别外加0、0.5%、1%、2%和3%的Zn粉制成5组Al2O3-C试样,在120～220 ℃进行24 h干燥处理,然后在1400 ℃空气气氛中加热3 h,冷却后测量试样的质量变化率、脱碳层厚度、显气孔率和体积密度,同时进行显微结构观察和微区成分分析.结果表明:加入2%Zn粉的Al2O3-C试样的脱碳层厚度最小,显气孔率最低,体积密度最大,因此推断其抗氧化性能最佳.

关键词: 铝碳材料 , 防氧化剂 , 抗氧化性能 , 锌粉

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