粗铜对镁铬砖的侵蚀
镁铬砖在大型干法水泥回转窑烧成带的损毁
镁铬砖在大型干法水泥回转窑烧成带的损毁□ 云斯宁1) 章道运2) 于仁红3) 蒋明学3)1)西安交通大学理学院 西安7100492)洛阳耐火材料集团有限责任公司3)西安建筑科技大学材料学院摘 要 对5000t・d-1干法水泥回转窑烧成带的用后直接结合镁铬砖(LZ MG e-8A)进行了XRD、SE M和E DAX分析,观察了残砖显微结构的变化,探讨了其损毁机理。
研究结果表明:水泥熟料液相侵蚀引起砖热面的结构剥落;水泥原料及燃料中的钾、钠、硫、氯化合物形成的碱盐以气相和液相形式进入砖的气孔内,随温度波动而液化或固化,并与砖反应导致砖的结构脆化,进而发生龟裂。
因此,降低直接结合镁铬砖的显气孔率,并提高抗热震性,可以有效地降低其在干法水泥回转窑烧成带上的损毁速度。
关键词 直接结合镁铬砖,水泥回转窑,损毁,结构剥落Ξ自从回转窑技术引入水泥工业中,特别是新型干法窑的问世,开创了水泥生产技术、水泥窑及其耐火材料发展的新时期。
从此,许多致力于水泥工业用耐火材料研究的学者不断开发新品种,探讨其损毁机理,在不同领域获得了一定进展。
目前,2500t・d-1及其以下的新型干法窑用耐火材料已经全部实现国产化,并可以全套出口,但3000t・d-1及其以上的大型干法窑烧成带用直接结合镁铬砖仍需大量进口。
虽然我国耐火材料工作者经过多年潜心研究,并多次进行使用试验,但是国产直接结合镁铬砖与进口同类产品的质量及使用效果尚有一定差距。
为此,提高国产直接结合镁铬砖在大型新型干法窑烧成带的使用寿命,并完全实现国产化,一直是我们研究的课题。
洛耐集团有限责任公司研制生产的直接结合镁铬砖(以下简称LZ MG e-8A)在华新水泥股份有限公司的5000t・d-1大型干法窑烧成带的使用寿命为1年[1],其使用效果已经达到甚至超过了国外先进产品的水平(进口镁尖晶石砖的使用寿命为7个月[2]),已经替代了进口产品在大型干法水泥窑烧成带上使用,但还没有完全国产化。
镁铬砖侵蚀现象的研究——对铅回收炉上使用后的残砖分析
2017年12月第42卷第远期耐大与石灰.2怨窑镁铬砖侵蚀现象的研究——对铅回收炉上使用后的残砖分析摘要：对铅回收炉上使用后的硅酸盐结合的镁铬砖进行了详细的残砖分析，目的是评价不同窑炉内侵蚀参数对 耐火材料性能的影响。
主要的侵蚀参数是由渣引起的化学侵蚀，也就是含有CaO、BaO、硫以及来自苏打添加剂中高 含量晕葬圆韵的硅酸盐渣。
该类型的渣不仅在砖的微观结构中导致较深的渗透，而且会造成砖成分的严重侵蚀，也就 是M gO和铬铁矿。
F actSage™计算表明，在微观结构的渗透层中生成了不同的Na-Ca-Al硅酸盐以及高含量的液 相。
得到的数据与观察结果作为依据进行了耐火材料优化(例如为个别工艺及新技术进行耐火材料选择)与相应窑 炉操作(例如延长窑炉寿命冤。
关键词：镁铬砖；侵蚀；铅回收炉中图分类号：TQ175.716 文献标识码：B文章编号院1673-7792 (2017) 06-0029-041引言残砖分析提供了在火法冶金熔炉内损毁参数对 耐火材料性能影响的精确理解。
在有色冶金工业, 特别是在二次铅熔炼炉内，耐火材料炉衬主要是以 镁铬砖为基础，其遭受的综合损毁主要是由化学、热 的及机械应力引起的。
文献给出了铅工艺炉内损毁 现象的概述以及相应的耐火材料侵蚀实验。
当前的 研究详细描述了取自铅回收炉的使用过的镁铬砖的 损毁分析。
使用FactSage™软件进行的热力学计算 支持了矿物的测定与化学分析。
铅是世界上回收率最高的金属之一，因此近年 来再生铅的重要性（即回收）越加明显。
再生铅的 产量已经超过了粗铅的产量。
铅的回收可使用多种 炉型,例如短回转窑（SRF)、反射炉、顶式浸没喷枪 反应炉（TSL)和顶吹旋转炉（TBRC)。
尽管炉型不 同，但是铅回收的冶金工艺基本上是一样的。
铅熔 炼炉中最重要的回收材料及引入原料是铅电池。
在 铅的回收准备过程中，用过的电池要经过分离和预 处理步骤将其成分分离成不同的材料组分。
铜冶炼炉用镁铬砖的性能优化研究
李顺清
１ ） 河南瑞泰耐火材料科技有限公 司 河南郑州 ４ ５ １ １ ０ ０
摘
要： 为了提高炼铜炉用镁铬砖的性能， 在原有镁铬砖 生产配方的基础上分别引入铁铝 尖晶石粉、 ． Ａ １ ， Ｏ 微
粉 及 ． Ａ １ Ｏ 微粉 ＋Ｐ Ｃ — Ｆ减 水剂 ， 以亚硫 酸 纸浆废 液 为结合 剂 ， 混合后 在 ｌ ０ ０ ０ ｔ 压 力机 上成 型为标砖 ， 干燥后
致 密度 、 强度 、 抗 热震 性和 抗铜 渣侵 蚀性 ， 尤其 是 同 时加入 Ｐ Ｃ — Ｆ减 水剂 时。２ ） 向镁 铬 砖 中引入 一 Ａ １ ， Ｏ 微 粉 ，
烧 结过 程 中 Ａ １ Ｏ 会 与镁铬 砖 中的 Ｃ ａ Ｏ 、 Ｓ ｉ Ｏ 反 应 生 成低 熔 点 物 质 ， 并 呈连 续状 分 布 ， 能 够促 进 物 质 传输 和 烧
２ ． ４ 显 微结构 烧 后 试样 ＭＫ 一 ３的 微结 构 照 片见图 ５ 。， ｉ ｆ 以看 出， 其 质 中 ‘ 浅 灰 色物 质 分布 ， 可能 足烧 成 过 程 中 Ａ １ １ Ｏ 与 Ｍｇ Ｏ反 应生 成的镁 铝尖 品 。
一
Ａ １ Ｏ 微 粉粒 度小 ， 埘’ 试验 砖具 有填 隙作 用 ， 能
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １—１ ９ ３ ５ ． ２ ０ １ ６ ． ０ ６ ． ０ １ ６
虽 然 Ｍｇ Ｏ — Ｃ ｒ Ｏ 系 耐 火材 料 因在 使 用 过 程容 易
熔 镁铬 砂 的粒 度 为 ４～ ２和 ≤２ ｍ ｍ， 南非 铬 矿 的粒 度 为 ≤１ ｍｍ， 烧 结镁 砂 的粒 度 为 ≤２和 ≤０ ． ０ ８ ８ ｍ ｍ， 铁
减少试 样 的气 孔 率 。 试验所 用原 料 中 含有 一 定 量 的 Ｃ ａ Ｏ和 Ｓ ｉ Ｏ ！ 。根 据 文 献 ［ ５ ］ 报道 ， 向 镁 铬 砖 中引 入
电炉炼钢过程渣线镁碳砖侵蚀机理
电炉炼钢过程渣线镁碳砖侵蚀机理
电炉炼钢过程中渣线镁碳砖侵蚀机理如下：
1.碱度的影响。
炉渣的碱度越低，对镁碳砖的侵蚀越有利。
若炉渣
碱度升高，使渣中SiO2的活度降低，可以降低对碳的氧化，同时随着碱度的升高，炉渣中的FeO的活度下降，相对减缓了熔渣对镁碳砖的侵蚀行为。
2.MgO的影响。
挂渣层中MgO的含量越高，镁碳砖侵蚀越慢。
3.Al2O3的影响。
炉渣中的Al2O3会降低炉渣的熔点和粘度，增大
炉渣与耐火材料的润湿性，使炉渣更容易从镁砂晶界处渗透，使方镁石脱离镁碳砖基体。
4.FeO的影响。
渣中FeO在高温下很容易与镁碳砖中石墨发生氧化
反应，并且产生亮白色铁珠，形成脱碳层。
镁铬砖用途
镁铬砖用途镁铬砖是一种高性能的建筑材料，具有多种用途。
下面将详细介绍镁铬砖的特点以及其在不同领域的应用。
镁铬砖是一种由镁铬矿石经过高温烧结制成的材料。
它具有优异的抗压强度和耐火性能，能够承受高温下的严苛环境。
镁铬砖的主要成分是镁铬氧化物，它具有良好的耐腐蚀性和耐磨性，能够在酸碱腐蚀性介质中长期使用。
镁铬砖在冶金行业中有广泛的应用。
在钢铁冶炼过程中，高温下的炉膛需要使用耐火材料来保护。
镁铬砖具有优异的耐火性能和热导率，能够有效地承受高温下的熔融金属侵蚀。
此外，镁铬砖还具有良好的热震稳定性，能够在快速温度变化的环境中长期稳定使用。
因此，在冶金行业中，镁铬砖被广泛应用于炼铁炉、电炉、转炉等高温设备的内衬。
镁铬砖还在石油化工行业中发挥着重要作用。
在石油炼制过程中，各种化学反应需要在高温和腐蚀性介质中进行。
镁铬砖具有优异的耐腐蚀性和耐高温性能，能够有效地保护设备不受腐蚀和高温侵蚀。
因此，在石油化工行业中，镁铬砖被广泛应用于裂化炉、转化炉、重油催化裂化装置等高温设备的内衬。
镁铬砖还在玻璃行业中得到了广泛应用。
在玻璃熔化过程中，高温下的玻璃液需要在炉膛中稳定存在。
镁铬砖具有良好的热稳定性和耐磨性，能够承受玻璃液的冲击和侵蚀。
除了以上行业，镁铬砖还在其他领域有一定的应用。
例如，在电力行业中，镁铬砖被用于电力锅炉的内衬和烟囱的耐火材料；在建筑行业中，镁铬砖被用于高温烟道的内衬和隔热材料。
此外，镁铬砖还可以用于地下工程、隧道和高速公路等场所的防火隔热。
镁铬砖是一种高性能的建筑材料，具有优异的耐火性能和耐腐蚀性能。
在冶金、石油化工、玻璃等行业中有广泛的应用，能够有效地保护设备不受高温和腐蚀的侵蚀。
此外，镁铬砖还在电力、建筑等领域有一定的应用。
随着科技的不断进步，镁铬砖的性能将会得到进一步的提升，在更多的领域发挥重要作用。
铜含量对Mg-Al-Zn-Cu可溶镁合金溶解性能的影响
铜含量对Mg-AU-Zn-Cu可溶镁合金溶解性能的影响刘军2王晓婉2,汪伟2,陈德敏2(2中石化江汉油田石油工程技术研究院，湖北武汉032002；2.中国科学院金属研究所，辽宁沈阳12216)摘要：为了调控压裂用可溶镁合金的溶解性能，采用铸造方法制备了不同成分的Mg-Ai-Zn-Cu合金，研究了合金微观结构，测试了晶界相与a-Mg基体间的电位差及合金的溶解速率，观察了合金腐蚀形貌。
研究发现该合金晶界上MgAlOu相较a-Mg基体的电位高0.6V,为腐蚀电偶的阴极。
合金溶解速率随合金Cu含量的增加而增加，合金内连续网状的Mgl/Ail2相阻碍合金溶解。
关键词：可溶镁合金;Cu含量；腐蚀形貌;溶解速率中图分类号：TG22.22文献标识码：B文章编号：202-252(2020)2-0043-04DOI：10.2622/j.akb qjs.2025.12615Effeci of Cu chntent on the chrrbsion performanct of dissolved magnesium alloy Lix Jun1,W/io Xiaowab2,W/io Wei2apd Chea Demix2(1.Institute nf Petroleum Enfneering TechTiolofy ann Research,JiangHan OinielUoO Ugopee,WuUan232000,China；2.Institute of Metai Research,Chinese Acanmic hf Sciencee,Shenyang119010,Chga)Abstrrct：In orbeu to aPjust the corrosion performance of dissolved magnesium/lep for fractuUng application.Mg-A-Zn-Cu allops with diberent compositions were pmpamn Up using casting meacin to investigate their micmstructums.The dissolving rate of allops ank the001:6x031dibemnce of inteUacialppases with respect a一Mg matrix were measured,ank corrosion momUolofies of allops were ofsemeP.The expeUmenW found that the MgAICu phase oe-Wd as a cathofc of Galvanic cell:whose potential was about0.6V higher than that of a-Mg matrix.The dissolving rate of allops increased with the rising Cu content of allops:ank the net-wed sPaped Mg^Al^phase profibited the corrosion of alOys.Key wyrbs:dissolved magnesium/lep；Cu content；corrosion morpholoyics；dissolving rate我国油气储量丰富,但大部分属于低丰度、低渗透的非常规油气田2一9],大力开发此类非常规油气田对我国能源安全意义重大。
镁铬砖的六价铬污染及对策
镁铬砖的六价铬污染及对策铬比同周期的钛、钒具有更高的正电荷和更小的半径（0.52Å）,所以不论在晶体或溶液中都没有简单的Cr6+离子，总是以氧化物CrO3、含氧酸根CrO42-、Cr2O72-等形式存在。
CrO3是铬酸的酐，称为铬酐，熔点小于200℃。
六价铬是氧化剂，污染环境，对人体有害。
六价铬污染，作为一个国际公认的环境问题，越来越受到各国的重视。
美国首先制订了六价铬排放极限标准。
日本自来水法规定：饮用水中六价铬含量在0.05mg/L以下。
工业废物处理法规定：a)由工业废弃物或工厂中产生的无机污染检液，六价铬在0.5mg/L以下；b)由工业废弃物或工厂产生的污染检液，六价铬在1.5mg/L以下。
英国规定：耐火材料制造、运输、砌筑、拆炉及加工(切、钻、磨)时,六价铬暴露的极限值0.02~0.05mg/M3(国外耐火材料1997.№8.5)。
我国环保标准GB18918—2002规定，城镇污水处理厂水污染物排放基本控制项目：一类污染物最高排放浓度（日均值）总铬小于0.1mg/L，六价铬小于0.05mg/L；处理后的污泥控制标准极限：总铬含量最高允许值,在酸性土壤（PH≤6.5）600mg/kg干污泥，在碱性土壤（PH≥6.5）1000mg/kg干污染,对六价铬未规定。
六价铬的检测方法为二苯碳酰二肼分光光度法(GB7467-87)。
碱性介质（如存在钾、钠、钙时）、较高的氧压、适宜的温度是产生六价铬的重要条件。
图1为CaO—Cr2O3相图。
在中性气氛中(图1a)，CaO—Cr2O3系材料的熔点很高，所形成的三价铬盐化合物CaO·Cr2O3(有α和β两种变体)，熔点21700C,无六价铬化合物生成。
在空气中（图1b），从1228℃到808℃依次形成三种六价铬的化合物：9CaO·Cr2O3·4CrO3、3CaO·2Cr2O3·2CrO3、CaO· CrO3。
玻璃窑蓄热室用镁锆砖侵蚀机理分析
关于传统煤气烤窑与燃油热风烤窑的一点体会
自中袱
（德州晶华集团晶峰有限公司）
摘要：完生相同的窑型采用传统煤气烤｛；；和燃油热风两种烤窑靠式．经过对｝匕．认为燃油热风 烤窑障了直接成本稍高外．仍是目前虽好的烤窑方式。 关键词：传统煤气烤窑 燃油热风烤窑 燃煤气马蹄焰窑炉
玻璃熔窑是玻璃工业生产的重要设备，烤窑足窑∥，使用的第一步．烤窑质量的好坏对其使用寿命 有着重要的影响．德州品华集叫品峰肓限公司盘克厂区一期、二期与三刖工程均为６６平米蔷热室燃煤
２
３微观分析 将残砖样品（图２）沿４０ｒａｍ壁厚由内表面到外表面切开制得２０ｍｍ样品，在ＦＥＩ扫描电子显微
镜（ＳＥＭ）进行微观形貌观察和分析。
围３残砖内部微观结构
田４颗粒和基质之间镁橄榄相
由图３和图４可见，细颗粒硅酸锆和方镁石反应生成的白色稳定氧化锆紧密填充在方镬石晶
体之问．ＩⅢ在氧化锆和方镁石之问又柯大量镁檄横石相（点Ｉ）生成．它们保持链接着颗粒与颗粒的稳 定结构。这样稳定氧化锆和镁橄榄石包裹在方镁石晶体的表面，阻碍了杂质的侵入，使外来杂质生成 的低熔物填充在颗粒与基质之问，降低了砖内部的气孔率，促进砖的致密化，增加了砖的抗侵蚀强度 和抗港透强度。随着使用时间的推移，这样稳定的结构仍没宵发生改盎。
过稗中．基质中的硅酸锆发生转变。硅酸锆和氧化镁发生反应形成镁橄榄石和氧化锆： ＺｒＳｉＯ・＋２ＭｇＯ＿Ｍ９２Ｓｉ０４＋ｚｒ０２
新生成的镁橄榄石和氧化锆是一种非常稳定的矿物相．具有较强的抗侵蚀能力．胡种矿物相疆盖 在氧化镬颗粒表面和填充十氧化镁颗粒之间形成稳定的保护层，使得砖体具有良好的抗港透性。 本文立足于使用后的镁锆砖．通过分析．探讨镁锆砖在玻璃窑蓄热室的侵蚀机理。
图５方ＳＯ・
由图５可见附生丁方镁石晶体解理断ｕ上有立方状晶体．通过打点分析樽出：此物质却是较纯的
不同的环境中镁合金腐蚀情况的变化
不同的环境中镁合金腐蚀情况的变化对于沿海环境使用的部分，因为有海水和盐沉积，必须采用高纯镁生产镁合金。
冶炼技术的改进、杂质的去除，快速凝固浇铸及添加各种精炼剂，提高镁合金的耐蚀性，合金化更是提高镁合金耐蚀性的有效方法。
在ZM5合金的基础上，添加稀土铼及特种元素制的一种新型耐蚀镁合金，铼的加入能降低铁的危害作用，显著降低微电偶腐蚀作用，对抑制合金阴极过程具有明显效果。
同时镁合金表面生成的保护膜更加稳定，使得镁合金具有优良的耐蚀性能。
其腐蚀速度较ZM5有两个数量级的提高，较AZ91D有接近三倍的提高。
在大气条件下，铁、镍、铜等杂质对镁的腐蚀性的影响比较小。
不同的环境中镁合金腐蚀情况的变化非金属杂质的影响在镁合金铸锭和铸造未成品中均含有不同的非金属夹杂物，比如：氧化物、氮化物、硫化物、氯化物。
氯化物夹杂能使镁合金耐蚀性降低最严重。
如果铸件中没有氯化物夹杂，氧化镁夹杂对镁合金的耐蚀性没有明显的影响。
目前，熔炼镁合金采用的溶剂均是由氯化钾、氯化钠、氯化钡、氯化钙、氯化镁等氯化物组成的，铸件中的溶剂夹杂均是它们的聚集物。
它们比较容易潮解，产生氯离子使镁合金产生腐蚀。
因此。
溶剂夹杂腐蚀是镁合金的一种非常危险的腐蚀形态。
夹杂一般隐藏很深，溶剂夹杂腐蚀一旦发生，会导致金属完全破坏。
如果金属表面上溶剂夹杂存在，尽管采用油漆涂层防护也不能阻止溶剂夹杂腐蚀发生。
例如，经过氧化处理的铸件，涂两道丙烯酸底漆和两道过氯乙烯面漆，在大气中放置一年以后，溶剂夹杂处照样发生了严重腐蚀。
对溶剂夹杂检查没有可靠的物理方法，为此，对铸件要取样做试验。
方法如下：在响度湿度为百分之九十八，温度二十五到三十摄氏度的条件下试验四十八个小时，每四小时检查一次。
钢渣对镁碳砖侵蚀机理研究
钢渣对镁碳砖侵蚀机理研究镁碳砖是一种常见的高温耐火材料，广泛应用于冶金、化工等行业中的高温炉窑。
然而，在实际运行中，镁碳砖往往会受到钢渣的侵蚀，导致其性能下降甚至失效。
因此，了解钢渣对镁碳砖的侵蚀机理对于延长镁碳砖的使用寿命、提高炉窑的工作效率具有重要意义。
钢渣主要由氧化物、硅酸盐、金属和非金属夹杂物等组成。
在高温下，钢渣与镁碳砖发生反应，产生一系列化学和物理变化，从而导致镁碳砖的侵蚀。
钢渣中的氧化物与镁碳砖中的镁铝尖晶石发生反应。
例如，钢渣中的氧化铁与镁铝尖晶石反应生成氧化镁和氧化铝，同时放出大量的热量。
这种反应导致镁铝尖晶石的破坏，使镁碳砖的结构变得松散，容易被侵蚀。
钢渣中的硅酸盐与镁碳砖中的镁铝尖晶石和石墨发生反应。
硅酸盐在高温下会与镁铝尖晶石反应生成含硅的化合物，如镁硅酸盐。
这些含硅的化合物会填充镁碳砖的孔隙，导致砖体密度增大，进而增加了砖体的热膨胀系数和热导率，使砖体易于开裂和烧损。
钢渣中的金属和非金属夹杂物也会对镁碳砖造成侵蚀。
金属夹杂物如铁、铜等在高温下与镁碳砖中的石墨发生反应，形成金属碳化物，并进一步与镁铝尖晶石反应，破坏砖体结构。
非金属夹杂物如硫、氯等则会与镁碳砖中的镁铝尖晶石和石墨发生反应，形成相应的化合物，使砖体的化学成分发生变化，导致砖体性能的下降。
总的来说，钢渣对镁碳砖的侵蚀机理主要包括氧化物与镁铝尖晶石的反应、硅酸盐的填充作用以及金属和非金属夹杂物的破坏作用。
这些侵蚀机理相互作用，加速了镁碳砖的破坏过程。
为了减轻钢渣对镁碳砖的侵蚀，可以采取一些措施。
例如，可以通过改变镁碳砖的配方和烧结工艺，提高其抗侵蚀性能；可以在镁碳砖表面涂覆一层保护涂层，阻挡钢渣与砖体的直接接触；可以加强炉窑操作的管理，减少钢渣的生成和侵入镁碳砖的机会等。
钢渣对镁碳砖的侵蚀是一个复杂的过程，涉及到多种化学和物理变化。
了解和研究钢渣对镁碳砖的侵蚀机理，对于改进镁碳砖的性能、提高炉窑的使用寿命具有重要意义。
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粗铜对镁铬砖的侵蚀□ 于仁红1)陈开献2)李勇3)蒋明学1)1)西安建筑科技大学结构陶瓷研究所 西安7100552)北京科技大学3)洛阳耐火材料集团有限责任公司摘 要 以贵溪冶炼厂PS卧式转炉(150t)风口区使用后的残砖为样品,用化学分析、物理性能检验、EDAX和SEM等手段进行了分析研究。
结果表明:粗铜对镁铬耐火材料的侵蚀主要表现为渗透;粗铜渗透的主要途径为开口气孔,也有少量的粗铜沿晶界渗透。
关键词 镁铬砖,粗铜,抗侵蚀性,渗透,铜冶炼Ξ 传统的火法铜冶炼炉,如密闭鼓风炉、反射炉和电炉等,都有共同的不足之处,即未能充分地利用粉状精矿的巨大表面能和硫化物的氧化反应热,因而均存在着能耗大,综合利用差,环境污染严重,技术经济指标落后等缺点。
针对上述问题,冶金工作者研究开发了新的冶炼技术,如芬兰的闪速熔炼,前苏联的熔池熔炼,加拿大的诺兰达法等。
最近几年,澳大利亚和俄罗斯又开发出了氧气熔炼法[1～4]。
特别是闪速熔炼法,近30年来发展很快,世界各地现有30台铜闪速炉和近10台镍闪速炉在使用,而且其装备水平也越来越高,大部分实现了计算机管理。
富氧操作等技术的采用,使工艺过程得以强化,促使生产能力不断扩大,成本降低,并有效地减少了对大气的污染。
但同时也带来了新的问题———炉衬寿命大大降低。
关于铜和镍冶炼用耐火材料的损毁,尤其是粗铜对镁铬耐火材料的侵蚀,目前尚无系统的理论研究。
为此,作者以贵溪冶炼厂PS卧式转炉(150t)风口区使用后的残砖为样品,用化学分析、物理性质检验、EDAX和SEM等手段进行了分析研究。
1 残砖分析样品为贵溪冶炼厂PS卧式转炉(150t)风口区使用两个月后的残砖。
原砖是洛阳耐火材料集团公司生产的电熔再结合镁铬砖,其化学组成(质量分数)为:MgO63.70%,Cr2O320.43%,Al2O3 4.86%,Fe2O37.95%,CaO1.62%,SiO21.54%;原砖的物理性能为:显气孔率15%,常温耐压强度70MPa,荷重软化温度1740℃,体积密度3.28 g・cm-3。
从残砖的外观(见图1)可以观察到:残砖的工作面已经变得凹凸不平,受热面严重渣蚀。
把残砖从中间切开,从其断面(见图2)可以观察到:在距工作面5～12mm处,存在一条平行于热面的裂纹;图1 残砖的外观Fig.1Appearance of the used brick图2 残砖的断面Fig.2Section of the used brickΞ于仁红:女,1977年生,硕士研究生。
收稿日期:2001-10-17编辑:黄卫国NAIH UO CAI LIAO/耐火材料2002,36(5)259～261开发与应用2002/5耐火材料/NAIH UO CAI LIAO259在热面和裂纹之间的区域内,铜渗透十分明显,残砖也变得十分致密;裂纹后面的区域,随着粗铜(主要是Cu 和Cu 2S )的渗入,残砖的颜色发生黄铜色→黄褐色→褐色的变化,并且在每两个颜色变化带之间,可以观察到有裂纹存在。
可以推测,该砖的损毁以结构剥落和热剥落为主。
从裂纹到冷面的10～60mm 的范围内,可以明显地观察到铜的渗透分为3个段带。
综合起来,残砖从热面到冷面大致可以分为(1)剥落区:热面至5～10mm 处;(2)渗透区:5～10mm 至10～40mm 处;(3)微渗区:10～40mm 至15～70mm 处;(4)原砖区:15～70mm 以后。
从热面到冷面依次将残砖划分为M GC1～M GC6共计6层,各层材料的显气孔率及体积密度见表1。
表1 不同残砖层的显气孔率和体积密度Table 1Apparent poro sity and bulk density of different zone sin the used brick层号距热面的距离/mm 显气孔率/%体积密度/(g ・cm -3)M GC10～107.5 6.24M GC214～19 3.4 4.07M GC323～30 4.1 4.01M GC434～42 4.3 3.97M GC546～59 4.9 3.85M GC663～69 5.7 3.63原砖-15.03.27 由表1分析得知:残砖的显气孔率随距热面距离的增大而逐渐增大,体积密度逐渐减小。
这表明粗铜的渗透是一个逐渐深入的过程。
渗透到镁铬砖内的粗铜主要填充在开口气孔中,使残砖变得更加致密。
可以推测,粗铜渗透的主要通道为开口气孔。
因此,降低镁铬砖的显气孔率,减小气孔孔径,是提高镁铬耐火材料抗粗铜渗透性的主要途径。
将优质镁铬砖残砖的断面磨光,从工作面开始到砖的内部,每隔5mm 进行1次EDAX 分析,每次分析的面积约为300μm ×300μm,得出各区域内成分的平均结果(见图3)。
从图3不难看出:粗铜(Cu 和Cu 2S )在砖中只发生渗透,渗入的粗铜(Cu 和Cu 2S )并未和砖中的成分发生反应;在距工作面25mm 处,Cu 和Cu 2S 的含量还很高,这说明其渗透能力很强。
图4为工作面处的扫描电镜(SEM )照片,图中构成网络状的白色渗透物为Cu 和Cu 2S ;原砖基质的结构与形貌见图5,呈多孔的网络状结构;图6是Cu 和Cu 2S 在工作面附近基质中的渗透情况,同图5比较可以看出,Cu 和Cu 2S 基本上充填了所有的开口气孔。
也有少量Cu 和Cu 2S 沿晶界渗入晶粒内部的情况,如图7所示,但这种现象并不常见。
Cu 和Cu 2S 的渗透量随着距热面距离的增加而减少,图8是距热面约30mm 处Cu 和Cu 2S 的渗透情况,和图4相比,其渗透量明显减少。
图3 用后残砖中各成分含量的变化(EDAX )Fig.3Compo sition of the used brick vs distance from work 2ing surface图4 残砖工作面处的SEM 照片Fig.4SE M micrograph of working surface of the used brick图5 原砖基质的SEM 照片Fig.5SE M micrograph of matrix of the original brick图6 Cu 和Cu 2S 在工作面附近基质中的渗透Fig.6Penetration of Cu and Cu 2S in the matrix around theworking surface260 NAIH UO CAI LIAO /耐火材料2002/5图7 Cu 和Cu 2S 沿晶界的渗透Fig.7Penetration of Cu and Cu 2S along crystallineboundary图8 距工作面约30mm 处Cu 和Cu 2S 的渗透图Fig.8Penetration micrograph of Cu and Cu 2S around30mm from the working surface2 结论(1)粗铜对镁铬耐火材料的侵蚀主要表现为渗透,渗透途径主要为开口气孔;渗入的铜、锍填充在气孔中,几乎不与耐火材料中的其他氧化物发生反应,也几乎不破坏镁铬耐火材料的网状结构组织。
(2)粗铜渗透所引起的结构剥落是铜转炉用镁铬耐火材料损毁的主要原因。
降低镁铬砖的显气孔率,减小气孔的孔径,是提高镁铬耐火材料抗粗铜渗透性和炉衬寿命的主要途径。
参考文献1 李勇,陈志强,鲁兴华,等.闪速炉用耐火材料.耐火材料,2001,35(2):95～962 Liow J L.Study of refractory wear in the Tuyere region of a Peirce-Smith nickel convertor.Canadian Metallurgical Quarterly ,1998,37(2):99～1173 陈肇友.炼铜和炼镍转炉用耐火材料的选择与发展.耐火材料,1992,26(2):108～1114 K imura T.Refractory protection by high speed blowing in a PSconverter.J Met ,1986,38(9):38～42Blister copp er attack on magne sia -chrome refractorie s/Y u Renhong ,Chen Kaixian ,Li Y ong ,et al//Naihuo Cailiao.-2002,36(5):259The fus e d re bonde d ma gnesia -chrome brick was us e d at the tuyere of 150t copp er converter of Guixi Met 2allurgical Plant.The chemical comp ositions ,bulk densities and a pp arent p orosities of the ma gnesia -chrome brick before and after us e d were anal yze d ,the we ar morphologies were obs erve d ,and the we ar mechanis m of ma gnesia -chrome brick was analyze d by using S E M and EDAX.The res ults show that p enetration is the main we ar mechanis m ,and the main wa y of p enetration is op en p ores ,a little of blister copp er als o p enetrates a 2long crystalline boundary.Key words :Ma gnesia -chrome brick ,Blister copp er ,Corrosion resistance ,Penetration ,Copp er making Author ’s addre ss :Advance d Ceramics Institute ,X i ’an University of Architecture and Technolo gy ,X i ’an 710055,China・研究动态・日本浸入式水口技术的最新发展 在日本,通常采用带有吹气功能的浸入式水口以防止在连铸过程中的Al 2O 3结瘤。
内部衬有无碳材料的浸入式水口则不必吹气。
无碳材料能够:防止氧化铝、金属、碳的沉积;浇注中碳钢时避免产生裂纹(具有低的热导率);浇注高氧钢时具有高的抗侵蚀性。