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水煤浆气化炉煤渣对高铬砖侵蚀的热力学模拟

耐火材料 doi:10.3969 /j.issn.1001 -1935.2015.01.003

为了研究水煤浆气化炉工作过程中煤渣对高铬砖的侵蚀机制，对不同性质气化炉渣对高铬砖的侵蚀进行了热力学模拟计算。结果表明，酸性渣和碱性渣对高铬砖具有不同的侵蚀机制：酸性渣与高铬砖作用生成FeCr2 O4相，且酸性渣不溶解砖中的 Al2 O3；碱性渣与高铬砖作用后同时生成 FeCr2 O4和 MgCr2 O4相，碱性渣能够溶解高铬砖中的部分 Al2 O3，可能增加碱性渣对高铬砖的渗入深度。同时，对在酸性渣中使用后的气化炉用高铬残砖进行了显微结构和相分析，证明与热力学模拟计算结果相吻合，说明热力学模拟计算能够对气化炉渣与耐火材料的相互作用机制、化学反应、复杂的物相形成进行评价和预测。

关键词: 热力学模拟 , 气化炉 , 煤渣 , 高铬砖 , 侵蚀机制

不同气氛中高铬材料的抗煤熔渣性研究

孙红刚 , 闫双志 , 王刚 , 耿可明 , 王金相

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2010.04.006

采用静态坩埚法,分别在空气、氩气和埋炭3种气氛中对高铬材料进行了抗煤渣试验,采用直接观察、SEM观察、EDS分析等手段,对比分析了煤渣的侵蚀深度和渗透深度.结果表明:1)试验气氛主要影响煤熔渣对高铬砖的侵蚀程度,而对煤熔渣在高铬砖中的渗透程度影响较小;2)在空气气氛中,煤熔渣对高铬砖的侵蚀和渗透程度均比在氩气和埋炭气氛中的小;3)在氩气和埋炭气氛中,溶解在煤熔渣中的Cr2O3被还原成单质Cr并从煤熔渣中析出,使高铬材料中Cr2O3在煤熔渣中的溶解-还原-析出循环不断进行,高铬材料被熔渣严重侵蚀;4)综合比较,在氩气气氛中进行的静态坩埚抗渣试验是实验室评价高铬材料较为理想的抗渣试验方法.

关键词: 抗渣性 , 高铬砖 , 煤熔渣 , 气氛 , 静态坩埚法

金属铬粉对致密氧化铬材料烧结性能的影响

李光辉 , 李志宏 , 王文武 , 徐延庆 , 范志辉 , 孙红刚

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2009.02.008

以Cr2O3微粉、TiO2微粉、金属铬粉为原料,聚乙烯醇(PVA)为结合剂,经喷雾造粒、冷等静压成型后,采用标准氮气和氧气的混合气体控制气氛,其氧分压分别控制在1 010、10.1 Pa,1 450 ℃保温3 h烧成,研究了金属铬粉加入量(其质量分数分别为0、0.5%、1.0%、1.5%和2.0%)对致密氧化铬材料烧结性能的影响.结果表明:添加0.5%的金属铬粉可明显降低试样内部氧分压,且由于此时氧化反应引起的膨胀小,致密氧化铬材料在1 010和10.1 Pa的较高氧分压下即可实现致密化烧结;致密氧化铬材料中引入的金属铬粉不宜过多,否则金属铬粉氧化发生的膨胀反应会导致材料的性能下降.

关键词: 氧化铬 , 烧结 , 金属铬粉

粒径可控纳米银的制备研究

孙红刚 , 刘恒 , 尹光福 , 罗庆平 , 刘勋

材料导报

以次磷酸钠液相还原法制备纳米银溶胶.通过调节还原后银溶胶的pH值可以达到控制纳米银粒径的效果.研究了氨水在制备不同粒径的银粉过程中的作用.对银溶胶进行了Zeta电位测量,对制得的纳米银样品用XRD、TEM进行了表征,采用原子吸收法分析了还原后溶液中残留的银离子的浓度,确定银的还原率.分析了各种因素对纳米银制备和样品粒径的影响.通过控制适当合成反应条件,可制得10～100nm、粒径可控、高分散性、高纯度的纳米银粉.

关键词: 纳米银粉 , 银溶胶 , 制备 , 液相还原法

纳米银溶胶的固液分离研究

孙红刚 , 刘恒 , 尹光福 , 刘卫 , 栾亚兰 , 余艳丽

稀有金属材料与工程

以次磷酸钠液相还原法制备纳米银溶胶,通过添加试剂破坏银溶胶的稳定性,使银粒子产生聚沉或絮凝,分析了纳米银溶胶的稳定条件.考查了加入氨水的工艺条件对从银溶胶中过滤分离纳米银粉的影响,控制溶胶的pH范围可以得到不同粒度的纳米银.用有机碱性混合试剂可使溶胶中的银粒子絮凝,易于固液分离,干燥后的银粉经快速渗透剂T分散后,银粉的粒度小(10 nm～20 nm)、稳定性好.提供了从银溶胶中过滤纳米银粉的新方法,该方法工艺简单、对设备要求低、能耗小、银粉的收率高,易于实现工业化.试样经TEM分析发现,该法制备的纳米银粉粒度小(10nm～40 nm),分散性好.XRD物相分析证实其为纯的金属银.

关键词: 纳米银粉 , 银溶胶 , 固液分离 , 制备 , 液相还原法

水煤浆气化炉用耐火材料抗渣性试验方法的研究进展

杜炳建 , 闫双志 , 孙红刚 , 赵世贤 , 王刚

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2013.05.019

简要介绍了抗渣性试验方法的研究现状,分析了静态坩埚法、回转抗渣法和高温滴渣法的优缺点及其相关方面的研究工作.在现有抗渣性试验方法的基础上提出了一种多因素模拟试验方法,该方法更接近于水煤浆气化炉的工况条件,对水煤浆气化炉用耐火材料的选材和研发具有更准确、更可靠的指导意义.

关键词: 气化炉 , 耐火材料 , 抗渣性 , 试验方法

助熔剂CaO对高铬砖抗渗透性能的影响

闫双志 , 孙红刚 , 王金相 , 范志辉

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2010.z2.109

在水煤浆气化炉煤渣中加入助熔剂CaO,采用半球点法和吊丝法测量煤渣灰熔点和高温粘度；在高铬坩埚中加入等量的CaO的含量分别为26.5％,28.5％,30.5％,32.5％,33.5％,35.5％的煤渣,1600℃×8h空气气氛下静态坩埚法抗渣实验,研究煤渣对坩埚的侵蚀.结果表明,渣中CaO含量越多,煤渣灰熔点和高温粘度越低；当渣中CaO含量低于32.5％时,坩埚表面均有挂渣层；CaO含量越多,渗透越深,渗透最深为12mm;当渣中CaO含量超过32.5％时,坩埚表面无挂渣层,渗透深度达到15mm,SEM分析,高铬砖结构被破坏,铝铬固溶体孤立地存在,周围布满大气孔,大大降低了高铬砖的抗渗透性和抗冲刷性,对高铬砖产生了致命的破坏作用.

关键词: 高铬砖 , 助熔剂

锆英石材料烧结性能研究

耿可明 , 曲远方 , 徐延庆 , 范志辉 , 孙红刚 , 王金相

稀有金属材料与工程

为获得致密锆英石材料,以满足无碱玻璃纤维池窑内衬使用的需要,采用喷雾造粒、等静压成型和电炉烧成工艺,试验了TiO2,CaO,MgO,SiO2,Fe2O3和La2O3等不同添加剂在1500,1550,1600℃3种烧成温度下对锆英石材料烧结性能的影响,并研究了TiO2的加入量及不同的烧成温度对锆英石材料烧结性能的影响.结果表明:添加TiO2添加剂的试样密度最高,TiO2对锆英石的助烧作用最明显:TiO2加入量为0.6%(质量分数)时锆英石材料的烧结密度最大,TiO2的最佳加入量为0.6%;添加0.6%TiO2的锆英石材料烧成温度范围为1450～1550℃.

关键词: 锆英石 , 烧结 , 添加剂 , 烧成温度

Al2O3-Cr2O3砖显微结构对抗渣性能的影响

孙红刚 , 李鹏涛 , 付建莹 , 闫双志 , 王刚 , 耿可明

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2014.03.007

分别采用静态坩埚抗渣法和回转抗渣法，对w（Cr2 O3）＝10％的A和B两种Al2 O3-Cr2 O3砖进行了抗渣性能对比。结果发现：两种砖的化学组成、显气孔率、体积密度和抗热震性相近，B砖强度优于A砖的。但由于与B砖相比，A砖内部气孔尺寸更小，所用电熔白刚玉骨料形貌平滑，较为致密，粒度呈连续式分布，且A砖中Al2 O3-Cr2 O3固溶体发育较小，相互交错，形成了孔隙较小的空间网状结构，这种显微结构显著降低了熔渣对耐火材料的渗透和破坏，使A砖的抗渣性优于B砖的。因此，制备微气孔化结构的制品是提高Al2 O3-Cr2 O3材料抗渣性能的有效途径。

关键词: Al2O3-Cr2O3砖 , 抗渣性 , 显微结构 , 静态坩埚法 , 回转抗渣法

磷酸二氢铝对高铬耐火泥浆性能的影响

孙红刚 , 耿可明 , 刘运政 , 郭腾飞 , 张亚栋

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2009.05.013

选用工业级电熔氧化铬粉、氧化铬绿以及α-Al2O3细粉等为原料,以磷酸二氢铝(w(P2O5)≥65%,w(Al2O3)≥17%)作为高铬泥浆的结合剂,研究了磷酸二氢铝加入量对不同系列(电熔氧化铬粉和氧化铬绿的加入量不同)泥浆加水量、粘结时间和粘结强度的影响,并对磷酸二氢铝的作用机理进行了分析.结果表明,随着磷酸二氢铝加入量的增大,泥浆的加水量降低,粘结时间延长,粘结强度提高.

关键词: 磷酸二氢铝 , 高铬泥浆 , 高铬砖 , 水煤浆气化炉

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