介绍了TGS石灰窑生产线的节能环保设计及应用效果、烧结灰智能化生产的硬件配置和软件设计及系统的调试与维护.TGS石灰窑通过技术创新,在降低吨钢灰耗、实现节能减排方面取得了显著成效.
镁钙砖在水泥窑烧成带上使用时具有良好的挂窑皮性能,但是在停窑检修或突然升降温时,镁钙砖和窑皮之间容易出现开裂及剥落现象,影响其使用寿命.而以镁钙砂、高纯镁砂为主要原料,并加入钙稳定氧化锆,通过破碎、筛分、配料、混料等工艺由液压机在 2 500 t的压力下压制成镁钙锆砖坯,且在 1 580℃下于隧道窑中烧成,制得了镁钙锆砖.由于在配料中加入了钙稳定氧化锆,提高了镁钙锆砖的常温性能、抗水化性及热震稳定性,也提高了镁钙锆砖挂窑皮的稳定性.试验表明:当钙稳定氧化锆加入量为 3%时,其性能最佳.
采用烧结镁砂、电熔镁砂、硅微粉为原料制备了镁质浇注料,发现在镁质浇注料中引入碳化硅粉可在浇注料表界面形成纤维针状MgO晶须.对比分析了碳化硅细粉添加量和热处理温度对氧化镁晶须的影响,在低氧分压区域在达到 1 450℃以上时镁热还原反应导致镁蒸气迁移至材料表界面,氧化后析出MgO晶须.添加量为 3%～7%的97%碳化硅细粉的镁硅质试样表面在 1 500℃热处理 3 h容易集聚氧化镁晶须,且随着碳化硅添加量的增加,晶须生成量及发育情况均得到改善.
隧道窑在高温烧成耐火材料过程中产生大量的氮氧化物(NOx),为满足烟气污染物排放要求,须进行烟气治理.采用低温SCR脱硝(150～250℃)技术,能够较好地满足耐火材料烧成用隧道窑烟气污染物的治理要求.相比于传统SCR脱硝,减少了环保设备投资,降低了经营成本.
为了回收再利用工业废弃物粉煤灰和降低水泥基泡沫保温板的生产成本,以普通PO 42.5 号硅酸盐水泥为主要胶凝材料,加入 8%的硫铝酸盐水泥为促凝剂,外加 7%的双氧水作为发泡剂,水灰比为 0.5,以粉煤灰替代硅酸盐水泥(替代量分别为 0、10%、20%、30%、40%)制备了水泥基泡沫保温板.研究了粉煤灰加入量对泡沫保温板的物理性能、力学性能和保温性能的影响.研究结果表明:粉煤灰加入量为 20%时,泡沫保温板综合性能最佳,并且还可以提高材料的耐用性.
为了进一步改善铝锆碳材质的使用性能,以板状刚玉、锆莫来石为主要原料,酚醛树脂为结合剂,研究了 5种不同的氧化铝微粉对铝锆碳滑板性能的影响;结果表明:1)随着氧化铝微粉粒度逐渐减小,试样的显气孔率增加,体积密度随之减小,试样的常温力学性能降低;2)CL-370 因粒度分布为双峰,有效填充了气孔,最终导致试样A4的烧后体积密度和常温抗折强度大于试样A3 的该值;3)随着氧化铝微粉粒度逐渐减小,试样的高温抗折强度变大,热震稳定性变小.
研究了不同制备方法的碳化硅骨料对空心球耐火混凝土性能的影响.不同的制备方法对骨料的结构、形状、比表面积有显著影响.碳化硅骨料的不同制备方法及空心球的加入会影响矾土水泥浆的水化过程.破碎式碳化硅骨料同磨碎式碳化硅骨料相比延长水泥水化时间的作用更为显著.同加入磨碎式碳化硅骨料相比,加入5%～15%的破碎式碳化硅骨料的耐火混凝土在硬化、1 000℃及1 200℃烧成后可以增加机械强度2.5%～16.6%、12.5%～30%、9%～51%.加入同量的破碎式碳化硅骨料在1 000℃及1 200℃烧成,与磨碎式碳化硅骨料相比发现使耐火混凝土的烧成收缩分别增加了16%～31%和0.33%～0.35%.在含有15%破碎式碳化硅骨料的配方中加入5%～15%的空心球并于1 200℃烧成,耐火混凝土试样的体积密度、烧成收缩及耐压强度均降低.
在Al2O3-SiC-C铁沟浇注料抗氧化行为研究的基础上,对比研究了碳化硼、单质硅的添加及其二者复合对浇注料显微结构与性能的影响.研究结果表明:随着碳化硼加入量的增加,浇注料的抗氧化性和致密性得到改善,常温和高温力学性能、抗熔渣侵蚀和渗透能力显著提高;但是,碳化硼加入量过高可导致含硼低黏度液相的生成量增加,并降低浇注料的抗熔渣侵蚀性能.单质硅的添加及不同粒径硅粉的复合,有利于浇注料致密性和抗氧化能力的提高;控制小粒径单质硅的加入量,同时降低低熔点复合硅酸盐液相的生成量,有利于保持浇注料优良的抗氧化性、力学性能和抗熔渣侵蚀性能.
采用埋碳烧结工艺,以纳米η-Al2O3 粉为合成莫来石结合相的铝源,硅灰为硅源,制备出了性能优良的莫来石结合碳化硅-氧化锆复相材料.研究了烧成温度对复相材料的物理性能、物相组成和微观结构的影响,分析了原料的综合热.结果表明:SiC氧化生成的SiO2 活性高,优先在 996.5℃下与过渡相η-Al2O3 发生固相反应形成莫来石;试样在 1 600℃时综合性能最佳,体积密度达到 2.82 g/cm3,显气孔率为 3.2%,常温抗折强度达到 143.2 MPa,氧化增重仅为 0.65%;ZrO2 煅烧后失稳由c-ZrO2 转变为m-ZrO2,并均匀分布于试样中;莫来石晶体发育良好,与碳化硅间结合紧密.
探讨了碱性活化矿渣作为耐火混凝土唯一粘结剂的可行性.分别在850℃、1 100℃和 1 300℃的烧成温度下制备的混凝土试样,用X射线衍射研究其矿物组成,并用扫描电子显微镜对其微观结构进行了分析.测定了烧结参数、力学性能以及耐火材料的永久线性变化、耐火度和抗热震性,并通过改变烧成温度观察了烧结参数和力学性能的变化.基于地聚合物的耐火混凝土仅在1 300℃时表现出显著的永久线性变化,在载荷和温度升高下观察到最大PLC指数(0.56%).此外,耐火混凝土具有良好的TSR指数(最多15个循环).根据XPA分析数据,除骨料中的主要相外,在850℃和1 100℃处均有易熔化的相,随着温度的升高,明显形成了黑铝钙石和钙长石.在110℃的玻璃基体中发现了针状结构,但在较高的温度下观察到了黑铝钙石的板状结构.XPA结果表明,碱性活化矿渣水泥是一种很有前途的高温耐火混凝土粘结剂.
近年来镁质材料应用较为广泛,而高纯镁质材料以高耐火性的优势,比一般的镁质材料应用更为广泛.研究发现,镁质材料中钙和铁杂质会降低其稳定性及抗熔渣侵蚀的能力,从而制约镁质材料的发展.文中总结了降低镁质材料中钙和铁杂质含量和提高镁质材料纯度的方法,并探究了今后提高镁质耐火材料纯度的重点研究方向.
针对在日常生产中,麦尔兹窑窑底卸料闸板密封圈容易损坏的特点,从窑底小料仓成品料面控制、卸料闸板的液压缸动作、成品煅烧质量方面控制等原因进行分析,通过改进现有窑底小料仓料位探测器、调节卸料闸板液压缸动作速度、优化窑炉工艺控制,稳定成品质量,较好的延长了密封圈的使用寿命.
为了开发不含碳的钢包用高铝不烧砖,对比了含碳结合剂(活性氧化镁+木质素)和不含碳结合剂(活性氧化镁+ρ-Al2O3)的使用效果.以不同目数的板状刚玉为骨料,再以电熔镁砂微粉、200目板状刚玉和氧化铝微粉为基质,构成了高铝耐火材料的主体,再分别添加含碳结合剂或不含碳结合剂.在一定压力下压制试样,然后在不同的温度和时间下烧结,分别检测了不同结合剂对高铝试样的常温耐压强度、体积密度、气孔率和加热永久线变化率等性能的影响.结果表明:活性氧化镁与ρ-Al2O3 在高温下生成镁铝尖晶石,增强了高铝试样的高温物理性能,且活性氧化镁含量越多,试样的高温物理性能越好;含木质素的结合剂提升了试样的常温耐压强度,但高温性能较差.
选用SiO2 含量较高的硅质原料,添加硅微粉、黏土等添加剂,试制了硅质喷补料.该种喷补料流动性好、喷补回弹率低、强度高、高温性能好.使用它对罐式煅烧炉破损的罐壁进行热态湿法喷补,效果良好,延长了罐式煅烧炉的使用寿命.
对于采用X射线荧光光谱法分析耐火材料时,熔融制样过程中存在高铝质和含碳化硅耐火材料气泡难以消除、腐蚀铂金坩埚的问题进行了分析和试验.通过试验得出助熔剂的选择及其加入方法是解决上述问题的关键,并找到了最佳解决方法.通过该方法的准确度和稳定性试验得出该试验方法的最大绝对误差为 0.04,最大标准偏差为 0.068 7,同时与传统化学方法进行了比较,确定数据可靠准确.
以黏土和非塑性硅铝酸盐为原料,引入膨胀聚苯乙烯(EPS)的低温烧成添加剂,制得表观密度为1060～1280 kg/m3的坚固轻质耐火材料.陶瓷的平均孔径为0.05～0.35 mm.炉料的最佳成分和EPS的含量被确定.研究了1300～1350℃下烧制的陶瓷样品的物理及技术性能.
镁钙砖在生产过程中,因原料质量控制不严,烧结后会在外表面存在孔洞的缺陷,对产品造成极大的损失和资源浪费.本文通过对镁钙砖粉洞系统进行成分检测、XRD物相分析、SEM扫描电镜的微观检测,最终确定因镁钙砂原料的SiO2 和Al2O3 杂质较高且富集,从而导致C2S(硅酸二钙)和C3S(硅酸三钙)的转化,且在硅、铝的富集处形成低熔点的镁蔷薇辉石和高铝的低熔物矿物相.
以锆英石、氧化铝和红柱石制备的莫来石-氧化锆复合材料可满足许多耐火材料的应用要求,但将这些复合材料转移到耐火砖的结合相(基质)上的研究很少.本文研究如何通过更好地控制二氧化物来实现这一点.利用热力学软件对高温相进行了模拟,并将其与复合材料的微观结构、矿物学和性能联系起来.结果表明,该体系对Na2O非常敏感,对微观结构有很大的危害.相比之下,添加TiO2和P2O5证明是有益的,可以在1550℃下完全分解锆英石,同时提供所需的坯体强度.通过用体积增大的蓝晶石部分替代红柱石,可以防止基质和骨料之间因高基质收缩而产生的脱粘.基于这些发现,开发了一种新型耐火砖,并在工业规模上进行了成功测试.
活性石灰是钢铁生产的重要溶剂和造渣材料之一,我国各大、中型钢铁企业基本上都有冶金石灰的生产设施.活性石灰生产过程中,物料的输送往往伴随着扬尘,如果不对扬尘进行处理,造成粉尘外溢,不仅会污染周边环境,更会危害工人及周边居民的身体健康,另外国家对环保的要求也越来越高,环境除尘显得尤为重要.本文通过对扬尘产生的原因及位置进行分析,分类介绍了不同尘源环境下粉尘的处理方法及收尘风量的计算.
