鋼包用鋁鎂質(zhì)噴補(bǔ)料的制備及性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-11 22:41
隨爐外精煉技術(shù)的發(fā)展,鋼包內(nèi)襯的工作條件愈加惡劣,而鋼包噴補(bǔ)技術(shù)可以縮短鋼包內(nèi)襯的維修時(shí)間,提高鋼包的周轉(zhuǎn)速度。鋁鎂質(zhì)噴補(bǔ)料因具有優(yōu)良的力學(xué)性能和抗渣性能而廣泛應(yīng)用于鋼包內(nèi)襯修補(bǔ),但在使用過程中易發(fā)生剝落。本文首先分析了某工廠目前使用的鋁鎂質(zhì)噴補(bǔ)料的損毀機(jī)理,然后以板狀剛玉、電熔鎂砂、α-Al2O3微粉等為原料,以鋁酸鈣水泥和硅溶膠為結(jié)合劑制備了鋁鎂質(zhì)噴補(bǔ)料,研究了粒度組成、SiO2微粉和添加劑對其性能的影響,結(jié)論如下:(1)目前工廠使用的鋁鎂質(zhì)噴補(bǔ)料抗熱震性能不佳,導(dǎo)致熔渣和鋼液易通過熱震產(chǎn)生的裂紋向噴補(bǔ)料-原襯磚界面處侵蝕滲透,使噴補(bǔ)料在使用過程中發(fā)生剝落。(2)在本文試驗(yàn)粒度范圍內(nèi),提高粗顆粒含量可以降低噴補(bǔ)料在高溫下的燒結(jié)收縮;而提高細(xì)粉含量則有助于噴補(bǔ)料在高溫下的燒結(jié);噴補(bǔ)料的粒度組成對燒后噴補(bǔ)料的體積密度和常溫強(qiáng)度影響不大。三聚磷酸鈉和FS60都可以降低基質(zhì)漿體的粘度,三聚磷酸鈉的適合添加量為0.23wt%,FS60的適合添加量為0.16wt%~0.23wt%。(3)SiO2微粉可以減緩...
【文章來源】:武漢科技大學(xué)湖北省
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
濕式噴補(bǔ)過程中物料吸附過程
武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文3及添加劑的種類與用量等。粒度偏細(xì),由曲率引起的燒結(jié)動(dòng)力越大,與渣面的反應(yīng)也越有利,附著率高,但噴補(bǔ)料用水量大,使得材料的氣孔率高、抗剝落性差且耐腐蝕性不好;粗顆粒偏多,則噴補(bǔ)料的密度高、耐用性好,但是回彈率高、損耗大,嚴(yán)重時(shí)會影響噴補(bǔ)效率,使用效果不夠理想。噴補(bǔ)料的最大粒徑一般是3mm,骨料與基質(zhì)的比例為70:30~55:44之間[2,6-9]。噴補(bǔ)層質(zhì)量的好壞以及易產(chǎn)生的缺陷如圖1.2所示。當(dāng)顆粒噴射到料的表面,其動(dòng)能能很好地被物料吸收,并能較快地凝固而獲得一定的強(qiáng)度,才能夠獲得理想的噴補(bǔ)料層結(jié)構(gòu)[4,5]。圖1.2噴涂層缺陷類型(黑色代表缺陷)Fig1.2Typeofdefectinspraycoating(blackrepresentsdefect)1.1.2噴補(bǔ)層損毀機(jī)理在使用過程中,噴補(bǔ)層需要承受包內(nèi)侵蝕性沖刷、化學(xué)侵蝕損毀、熱震作用等。通過大量觀察結(jié)果發(fā)現(xiàn),剝落是噴補(bǔ)料損毀的主要原因。常見的噴補(bǔ)料剝落主要有以下原因[7,10]:(1)噴補(bǔ)層與母材之間粘結(jié)強(qiáng)度不夠。二者之間的結(jié)合狀態(tài)如下:①噴補(bǔ)料在噴射流作用下粘結(jié)在母材上,即形成物理結(jié)合。②噴補(bǔ)層通過添加劑的化學(xué)作用產(chǎn)生化學(xué)結(jié)合。此時(shí)噴補(bǔ)層性能的優(yōu)劣由添加劑反應(yīng)生成的化合物熔點(diǎn)高低而定。若熔點(diǎn)比使用溫度高,噴補(bǔ)層與母材之間的結(jié)合強(qiáng)度高;反之亦然。③在高溫下生成高熔點(diǎn)礦物“搭橋”與母材形成陶瓷結(jié)合。(2)噴補(bǔ)層與原襯間熱膨脹系數(shù)存在一定的差異,在使用過程中裂紋的擴(kuò)展必將導(dǎo)致噴補(bǔ)層剝落。
武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文152.3.2力學(xué)性能按照GB/T3001-2007、GB/T5072-2008檢測試樣的常溫抗折強(qiáng)度和常溫耐壓強(qiáng)度。2.3.3熱震穩(wěn)定性按照GB/T30873-2014(1100℃,水急冷法)熱震循環(huán)3次,以殘余抗折強(qiáng)度百分比表征1550℃×3h熱處理后試樣的抗熱震性能。2.3.4抗渣性能試樣按照GB/T8931-2007通過靜態(tài)坩堝法來檢測其抗渣性能。將噴補(bǔ)料澆注成外形尺寸為70mm×70mm×70mm、內(nèi)部尺寸為Φ30mm×20mm×40mm的坩堝試樣(如圖2.1所示),自然養(yǎng)護(hù)24h后脫模。經(jīng)110℃×24h烘烤后,向坩堝內(nèi)加入25g精煉爐渣,然后再經(jīng)1550℃×3h熱處理后將坩堝試樣沿其中軸線切開。通過軟件ImageProPlus得到試樣剖面圖中原始坩堝面積So、侵蝕面積Sc,滲透面積Sp,計(jì)算試樣侵蝕滲透指數(shù)(侵蝕指數(shù)=Sc/So×100%,滲透指數(shù)=Sp/So×100%),并借助SEM分析其顯微結(jié)構(gòu)。圖2.1抗渣試樣剖面圖Fig.2.1Cross-sectionaldrawnofananti-slagsample
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]含鎂剛玉對剛玉-尖晶石澆注料性能的影響[J]. 王炳超,張美杰,黃奧,付綠平,顧華志,向武國. 陶瓷學(xué)報(bào). 2017(06)
[2]尖晶石加入量對剛玉-尖晶石澆注料性能的影響[J]. 侯曉靜,黃志林,李志剛. 耐火材料. 2017(06)
[3]剛玉骨料微孔化對鋼包用剛玉質(zhì)澆注料性能的影響[J]. 王志強(qiáng),朱伯銓,雷中興,李享成,彭肖仟. 耐火材料. 2017(05)
[4]精煉鋼包用Al2O3-MgO-CaO系復(fù)相耐火材料的研發(fā)[J]. 尹雪亮,陳敏,王楠,徐磊. 鋼鐵研究學(xué)報(bào). 2017(10)
[5]精煉鋼包鋁鎂系耐火材料輕量化及其渣蝕行為研究[J]. 黃奧,顧華志,付綠平,連朋飛,張美杰,羅志安. 中國材料進(jìn)展. 2017(06)
[6]用FactSage分析結(jié)合系統(tǒng)對剛玉-尖晶石澆注料抗渣性能的影響[J]. 龍斌,徐桂英,Buhr Andreas. 耐火材料. 2016(06)
[7]剛玉-尖晶石澆注料基質(zhì)的物相及結(jié)構(gòu)演變過程[J]. 夏忠鋒,王周福,王璽堂,劉浩,馬妍. 耐火材料. 2016(06)
[8]Fracture behavior and microstructure analysis of Al2O3–MgO–CaO castables for steel-ladle purging plugs[J]. Bin Long,Gui-ying Xu,Yong Li,Andreas Buhr. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2016(11)
[9]MgO加入量和引入形式對鋼包座磚性能的影響[J]. 趙臣瑞,梁保青,王全喜,李宏宇. 耐火材料. 2016(05)
[10]輕燒MA90尖晶石加入量對剛玉-尖晶石澆注料顯微結(jié)構(gòu)和性能的影響[J]. 陳慶潔,鄢文,李楠,林小麗,王洛,王月月. 機(jī)械工程材料. 2016(06)
博士論文
[1]高爐維護(hù)用Al2O3-SiC-C不定形耐火材料性能研究[D]. 尹玉成.武漢科技大學(xué) 2014
碩士論文
[1]鋼包渣線噴補(bǔ)料的應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D]. 吳國俊.西安建筑科技大學(xué) 2004
本文編號:3337032
【文章來源】:武漢科技大學(xué)湖北省
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
濕式噴補(bǔ)過程中物料吸附過程
武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文3及添加劑的種類與用量等。粒度偏細(xì),由曲率引起的燒結(jié)動(dòng)力越大,與渣面的反應(yīng)也越有利,附著率高,但噴補(bǔ)料用水量大,使得材料的氣孔率高、抗剝落性差且耐腐蝕性不好;粗顆粒偏多,則噴補(bǔ)料的密度高、耐用性好,但是回彈率高、損耗大,嚴(yán)重時(shí)會影響噴補(bǔ)效率,使用效果不夠理想。噴補(bǔ)料的最大粒徑一般是3mm,骨料與基質(zhì)的比例為70:30~55:44之間[2,6-9]。噴補(bǔ)層質(zhì)量的好壞以及易產(chǎn)生的缺陷如圖1.2所示。當(dāng)顆粒噴射到料的表面,其動(dòng)能能很好地被物料吸收,并能較快地凝固而獲得一定的強(qiáng)度,才能夠獲得理想的噴補(bǔ)料層結(jié)構(gòu)[4,5]。圖1.2噴涂層缺陷類型(黑色代表缺陷)Fig1.2Typeofdefectinspraycoating(blackrepresentsdefect)1.1.2噴補(bǔ)層損毀機(jī)理在使用過程中,噴補(bǔ)層需要承受包內(nèi)侵蝕性沖刷、化學(xué)侵蝕損毀、熱震作用等。通過大量觀察結(jié)果發(fā)現(xiàn),剝落是噴補(bǔ)料損毀的主要原因。常見的噴補(bǔ)料剝落主要有以下原因[7,10]:(1)噴補(bǔ)層與母材之間粘結(jié)強(qiáng)度不夠。二者之間的結(jié)合狀態(tài)如下:①噴補(bǔ)料在噴射流作用下粘結(jié)在母材上,即形成物理結(jié)合。②噴補(bǔ)層通過添加劑的化學(xué)作用產(chǎn)生化學(xué)結(jié)合。此時(shí)噴補(bǔ)層性能的優(yōu)劣由添加劑反應(yīng)生成的化合物熔點(diǎn)高低而定。若熔點(diǎn)比使用溫度高,噴補(bǔ)層與母材之間的結(jié)合強(qiáng)度高;反之亦然。③在高溫下生成高熔點(diǎn)礦物“搭橋”與母材形成陶瓷結(jié)合。(2)噴補(bǔ)層與原襯間熱膨脹系數(shù)存在一定的差異,在使用過程中裂紋的擴(kuò)展必將導(dǎo)致噴補(bǔ)層剝落。
武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文152.3.2力學(xué)性能按照GB/T3001-2007、GB/T5072-2008檢測試樣的常溫抗折強(qiáng)度和常溫耐壓強(qiáng)度。2.3.3熱震穩(wěn)定性按照GB/T30873-2014(1100℃,水急冷法)熱震循環(huán)3次,以殘余抗折強(qiáng)度百分比表征1550℃×3h熱處理后試樣的抗熱震性能。2.3.4抗渣性能試樣按照GB/T8931-2007通過靜態(tài)坩堝法來檢測其抗渣性能。將噴補(bǔ)料澆注成外形尺寸為70mm×70mm×70mm、內(nèi)部尺寸為Φ30mm×20mm×40mm的坩堝試樣(如圖2.1所示),自然養(yǎng)護(hù)24h后脫模。經(jīng)110℃×24h烘烤后,向坩堝內(nèi)加入25g精煉爐渣,然后再經(jīng)1550℃×3h熱處理后將坩堝試樣沿其中軸線切開。通過軟件ImageProPlus得到試樣剖面圖中原始坩堝面積So、侵蝕面積Sc,滲透面積Sp,計(jì)算試樣侵蝕滲透指數(shù)(侵蝕指數(shù)=Sc/So×100%,滲透指數(shù)=Sp/So×100%),并借助SEM分析其顯微結(jié)構(gòu)。圖2.1抗渣試樣剖面圖Fig.2.1Cross-sectionaldrawnofananti-slagsample
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]含鎂剛玉對剛玉-尖晶石澆注料性能的影響[J]. 王炳超,張美杰,黃奧,付綠平,顧華志,向武國. 陶瓷學(xué)報(bào). 2017(06)
[2]尖晶石加入量對剛玉-尖晶石澆注料性能的影響[J]. 侯曉靜,黃志林,李志剛. 耐火材料. 2017(06)
[3]剛玉骨料微孔化對鋼包用剛玉質(zhì)澆注料性能的影響[J]. 王志強(qiáng),朱伯銓,雷中興,李享成,彭肖仟. 耐火材料. 2017(05)
[4]精煉鋼包用Al2O3-MgO-CaO系復(fù)相耐火材料的研發(fā)[J]. 尹雪亮,陳敏,王楠,徐磊. 鋼鐵研究學(xué)報(bào). 2017(10)
[5]精煉鋼包鋁鎂系耐火材料輕量化及其渣蝕行為研究[J]. 黃奧,顧華志,付綠平,連朋飛,張美杰,羅志安. 中國材料進(jìn)展. 2017(06)
[6]用FactSage分析結(jié)合系統(tǒng)對剛玉-尖晶石澆注料抗渣性能的影響[J]. 龍斌,徐桂英,Buhr Andreas. 耐火材料. 2016(06)
[7]剛玉-尖晶石澆注料基質(zhì)的物相及結(jié)構(gòu)演變過程[J]. 夏忠鋒,王周福,王璽堂,劉浩,馬妍. 耐火材料. 2016(06)
[8]Fracture behavior and microstructure analysis of Al2O3–MgO–CaO castables for steel-ladle purging plugs[J]. Bin Long,Gui-ying Xu,Yong Li,Andreas Buhr. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2016(11)
[9]MgO加入量和引入形式對鋼包座磚性能的影響[J]. 趙臣瑞,梁保青,王全喜,李宏宇. 耐火材料. 2016(05)
[10]輕燒MA90尖晶石加入量對剛玉-尖晶石澆注料顯微結(jié)構(gòu)和性能的影響[J]. 陳慶潔,鄢文,李楠,林小麗,王洛,王月月. 機(jī)械工程材料. 2016(06)
博士論文
[1]高爐維護(hù)用Al2O3-SiC-C不定形耐火材料性能研究[D]. 尹玉成.武漢科技大學(xué) 2014
碩士論文
[1]鋼包渣線噴補(bǔ)料的應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D]. 吳國俊.西安建筑科技大學(xué) 2004
本文編號:3337032
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