一、钢铁工业与耐火材料(论文文献综述)
李庭寿,王泽田[1](2021)在《我国耐火材料工业的发展历程、取得的进步和低碳转型新发展——纪念钟香崇院士诞辰100周年》文中研究表明回顾了我国耐火材料工业的主要奠基人和主要开拓者钟香崇院士(1921.11.21—2015.02.11)一生"三次创业"的历程,以及在他领导、组织或参与指导下,我国耐火材料工业不同时期的主要发展情况。1949年他在英国取得博士学位后旋即回国参加新中国建设;1949—1969年在北京国家冶金部(重工业部)工作,组织规划发展全国耐火材料行业,期间于1963年开始负责组建洛阳耐火材料研究所并兼任所长;1973—2000年在洛阳,发展洛阳耐火材料研究所(院);2000年到郑州直至2015年仙逝,创建发展郑州大学高温材料研究所。他站在国家和行业发展的高度,始终倡导"立足我国耐火资源特点,发展有中国特色的耐火材料"的技术方针,为我国耐火材料工业的生产技术、人才培养、学术交流、高等教育等的全面发展,实现从弱到大到逐渐变强奋斗了终生,做出了突出贡献,是我国"耐火材料之父"。20世纪最后的两个五年计划,在我国耐火材料工业发展史上具有里程碑的意义,这期间耐火材料行业承担了六个国家重大科技项目。通过这些项目的实施、带动和成果转化、推广应用,耐火材料工业实现了跳跃式的发展,为进入21世纪后的发展奠定了重要基础。介绍了不同时期钢铁工业工艺技术装备发展概况和对耐火材料行业发展的影响,以及21世纪后耐火材料工业取得的新进步和低碳转型新发展。今后,耐火材料行业要接续奋斗,加快构建并形成绿色、低碳、循环、智能的高质量产业体系和生态产业链,力争在2060年前早日实现碳中和,不断适应和满足新发展阶段的新发展要求。
顾静[2](2021)在《低品位复合矿直接还原-熔分工艺实验及能耗研究》文中提出我国金属矿产资源中贫矿、共伴生的复合矿多,冶炼分离难度大,综合利用率不高,资源保障能力不足,矿产资源对外依存度很高。以焦炭为能源的高炉冶炼工艺技术成熟,能耗低,但只能以高品位的铁精矿为原料,无法处理低品位复合矿;低品位的复合矿只能通过高温的矿热电炉冶炼。但以电力为能源的一步法矿热电炉大量消耗高品位的二次能源,考虑到发电能源转换效率,处理低品位复合矿时综合能效低,经济性不高。为了降低冶炼综合能耗、高效利用低品位多金属复合矿产资源,本论文采用直接还原-熔分二步法工艺进行研究以实现不同矿相中铁氧化物的分级还原和其他有价元素的富集。在直接还原工序中,采用一次能源煤炭进行物料升温和铁氧化物还原过程;在熔分工序中以高品质的电力(二次能源)为能源,对以高晶格能稳定存在的Fe2+离子进行深度还原并进行铁水/有价元素的熔化分离,在最大限度提取铁金属的同时提升了其他有价元素的富集度,铁水后续可用于高品质的合金冶炼,富集的有价元素可采用现有成熟的有色金属冶炼工艺进行提取。本论文以精选海砂钒钛磁铁矿、含铁选铜尾矿、红土镍铁矿三种典型低品位复合矿为原料,首先进行复合矿物的还原反应特性基础实验,分别研究了碳氧摩尔比、还原温度和还原时间对复合矿中铁氧化物金属化率的影响。实验结果表明,海砂钒钛磁铁矿、含铁选铜尾矿和红土镍铁矿三种典型矿物合理的直接还原工艺参数如下:碳氧摩尔比分别为1.8、1.2和0.85左右;还原温度分别是在1300℃、1200℃和1250℃左右;还原时间分别是在30min、40min和20min左右;动力学研究表明,海砂钒钛磁铁矿和含铁选铜尾矿还原反应前期受化学反应控制,中期受化学反应和内扩散混合控制,后期受内扩散控制;红土镍铁矿还原反应前期受化学反应控制,中、后期受化学反应和内扩散的混合控制,为低品位复合矿的工业化利用提供了基础性设计依据。以工业化应用为目标,设计了以转底炉还原-矿热电炉熔分的节能型复合矿冶炼工艺:以冶炼难度最大的海砂钒钛磁铁矿为原料,在转底炉中通过碳热法完成物料加热升温的同时完成绝大部分还原反应,用一次能源煤炭替代了传统一步法矿热电炉中物料升温的巨大电耗;还原后的热态物料热送热装至矿热电炉熔池内,物料在高温液态熔池内会快速熔化并进行深度还原,这大大缩短了矿热电炉的还原时间,具有显着的节能效果。本文在转底炉直接还原-矿热熔分工艺中试生产线上进行了试验研究,并创新性的开发了往熔池液态渣层内喷煤补碳还原技术,实现了偏钛酸亚铁(FeTiO3)晶格中的低价Fe离子的深度还原。中试试验结果表明:以Fe元素含量为22.4%~24.5%,TiO2含量为55.3%~57.0%精选海砂钒钛磁铁矿为原料进行试生产可得到TiO2含量高达82.5%的高钛渣产品和含钒铁水,富集了TiO2的高钛渣产品后续采用现有成熟的工艺路线生产钛白粉,含钒铁水可进行高品质的合金冶炼或采用转炉炼钢提钒,实现了海砂矿钒钛磁铁矿的高值化利用。中试线生产的高钛渣单位产品能耗为1462.4(kW·h)/t,比现有一步法矿热电炉工艺生产高钛渣产品的单耗降低了 36.4%,具有明显的综合能效优势。
欧阳思[3](2021)在《铁水脱硫搅拌器用碳纤维增强莫来石浇注料结构与性能研究》文中指出铁水KR搅拌脱硫工艺是目前国内外钢铁企业铁水深脱硫的首选工艺。搅拌器是该工艺的唯一动力来源,由耐火材料外衬包裹金属芯和组成,由于其长期处于热震与铁水冲刷的工作环境中,对外衬耐火材料的整体性、热震稳定性和抗冲刷性提出高要求,使钢纤维增强莫来石浇注料成为目前搅拌器主流外衬耐火材料。随着铁钢界面技术的不断进步,铁水脱硫温度不断升高,搅拌器耐火材料外衬热震温差不断增大,导致莫来石浇注料中钢纤维高温膨胀、熔融加剧,失去其增强效果的同时,加剧搅拌器内部缺陷和破损,使搅拌器服役寿命明显下降。因而,为了应对更高温的铁水预处理环境,需以合适增强相取代钢纤维。碳纤维是一种新型非金属材料,含碳量高达90 wt.%,具有高强度、高模量、热膨胀系数小、非氧化环境下耐高温性好等优点,常与陶瓷材料、碳材料、金属材料、混凝土等复合,改善材料性能。然而,由于碳纤维表面疏水且含碳量高,将其引入耐火材料仍然存在较多问题,如分散不均、空气气氛高温下易氧化及与材料界面结合性差等。因此,本论文拟通过碳纤维表面改性与修饰,改善碳纤维高温抗氧化性及其与耐火材料间的界面结合性,并通过分散剂调节其分散行为,从而解决碳纤维在耐火材料中分散不均的问题,达到耐火材料碳纤维增强的目的;随后,在碳纤维改性与分散研究基础上,将其引入莫来石浇注料中,以改善浇注料热震稳定性和力学性能,并分析研究浇注料常温和高温下的增强机理;最后,采取数值模拟手段,对比分析不同莫来石浇注料搅拌器服役过程温度场和应力场的变化规律,并开展了两种浇注料搅拌器的工业对比试验研究。得出如下结论:(1)碳纤维表面改性与分散:(1)合适的热处理温度和时间可氧化分解碳纤维表面环氧树脂上胶剂而不损伤碳纤维本体;(2)除胶后,经10 wt.%硝酸溶液浸泡10 h的碳纤维比表面积和官能团增加,提高其与浇注料间的界面结合;(3)10 wt.%二氧化硅溶胶可在3~4mm碳纤维表面形成覆盖程度好且厚的SiO2涂层,原位气固反应法可在碳纤维表面生成SiC涂层,均可提升碳纤维抗氧化性及其与浇注料间的界面结合性;(4)PVP所带吡咯烷酮五环结构基团可与碳纤维形成π-π共轭作用,起到空间位阻的作用,提高碳纤维在水基材料中的分散稳定性,最佳分散剂溶液浓度为0.6 wt.%。(2)碳纤维对莫来石浇注料性能的影响:(1)碳纤维加入量和长度为0.1 wt.%和3 mm时,其在浇注料中分散均匀,增加与浇注料间结合界面,且适宜的长径比使增强增韧效果达到最佳,浇注料力学强度可提高40%以上;(2)高温处理后浇注料中碳纤维及其氧化形成的纤维状孔可消耗裂纹扩展能量,使热震裂纹偏转、减弱,其热震后强度保持率提高20%以上;(3)表面包覆SiO2和SiC涂层的碳纤维(CF/SiO2和CF/SiC)抗氧化性较好,浇注料力学强度提高30%以上,1450℃处理CF/SiC试样内有SiC晶须生成,改善浇注料抗热震性,强度保持率提高约10%。(3)碳纤维增强莫来石浇注料机理及性能调控:(1)在模拟莫来石浇注料加热过程中内部环境条件下,碳纤维高温处理后表面生成SiOX微球,提高碳纤维与基体间的结合性,从而提高浇注料力学性能;(2)碳纤维增强莫来石浇注料在高温热处理后内部发现互锁且表面包覆SiOX的SiC晶须(SiC/SiOX晶须),其数量随着碳纤维添加量增大而增加,该晶须可阻止裂纹的扩展与传播,从而提高浇注料的力学性能;(3)埋炭环境下热处理后碳纤维增强莫来石浇注料内生成大量SiC/SiOX晶须且玻璃相较少,其热震稳定性较空气环境下热处理浇注料有极大提升;(4)硅粉加入可提高碳纤维增强莫来石浇注料抗氧化性和力学性能,二氧化硅微粉加入可提高碳纤维分散性和浇注料流动性,碳化硅加入可提高浇注料热震稳定性和抗渣性。(4)碳纤维增强莫来石浇注料搅拌器应力场模拟与服役情况:(1)通过ANSYS数值模拟对比分析常规莫来石浇注料搅拌器和碳纤维增强莫来石浇注料搅拌器服役条件下温度场和应力场发现,由于碳纤维增强莫来石浇注料的导热系数和热膨胀系数较小,其搅拌器表面温度上升慢,内部温度梯度小,热应力低,最大热应力降低约40%;(2)通过工业对比试验发现,碳纤维增强莫来石浇注料搅拌器的平均使用寿命较常规莫来石浇注料搅拌器延长50%左右。
闫学强[4](2020)在《MgO基过滤用耐火材料与钢中夹杂物的作用机理研究》文中指出IF钢作为汽车面板生产的主要用钢,钢中夹杂物严重恶化钢的冲压性能和表面质量,进一步提高IF钢液洁净度意义重大。本研究利用微孔MgO制备多重孔结构的耐火材料,并与普通镁质和镁碳耐火材料相比较,研究三种耐火材料分别与Al、Ti、Ce脱氧IF钢液的相互作用,探讨了钢液的洁净度变化、耐火材料与钢界面层的形成机理以及吸附钢中夹杂物行为与机制,旨在探明微孔MgO耐火材料过滤、吸附去除钢中夹杂物的机理及可行性,以提高IF钢的洁净度。其主要结论如下:(1)耐火材料骨料的微孔化能够有效提高耐火材料的热稳定性和热震性能;相对于普通MgO和镁碳耐火材料,微孔MgO质耐火材料的各项力学性能最好。Al、Ti及Ce脱氧钢中夹杂物的特征分析表明,Al脱氧钢形成了形状不规则的Al2O3夹杂以及Al-Mn-O复合夹杂物;Ti脱氧钢中夹杂物为MnO包裹着或镶嵌在一起的Ti-Al-O的复合夹杂;Ce脱氧钢中夹杂物为尺寸较大的黑白相间的Ce-O+Ce-Al-Mn-O的复合夹杂物。(2)随着耐火材料在Al脱氧钢液中浸泡时间(0-35 min)的延长,与不同耐火材料相互作用后钢中氧含量均先升高再降低。相比于普通镁质耐火材料,微孔MgO质和镁碳质耐火材料对钢液增氧较少,而镁碳质耐火材料对钢液增碳严重,不适应超低碳钢的成分控制要求。随着反应的进行,三组钢中夹杂物的成分从最初的Al2O3-MnO夹杂逐渐转变为Al-Mg-Si-Mn-O的复合夹杂物。(3)在Al脱氧钢液中浸泡35min后,普通镁质耐火材料受钢液侵蚀严重,表面分布大量裂缝及孔洞;微孔MgO耐火材料表面形成连续的镁铝尖晶石层,其主要为耐火材料中的MgO与钢中Al2O3夹杂的反应产物,且在其表面吸附了大量形态不规则的Al2O3夹杂物颗粒;镁碳质耐火材料表面形成平滑且致密的MgO层;镁铝尖晶石和MgO隔离层的形成降低了钢液对耐火材料的冲刷侵蚀,一定程度上提高了钢液的洁净度。(4)微孔MgO耐火材料吸附Al2O3夹杂物的机理主要为吸附夹杂、稳定附着、形成隔离层的过程,钢中Al2O3夹杂的吸附主要依靠Al2O3与MgO在高温下的化学反应以及Al2O3夹杂所受到的范德华力,并且微纳米孔的存在提高了耐火材料表面的粗糙度,为夹杂物的稳定附着提供了条件。(5)微孔MgO耐火材料能够吸附钢中部分TiOx和稀土氧化物夹杂,一定程度上提高了Ti、Ce脱氧钢的洁净度,但去除效率低于Al脱氧钢;微孔MgO耐火材料与Ti、Ce脱氧钢接触处不能形成完整、连续的高熔点界面层,不能有效阻碍钢液对耐火材料的侵蚀以及耐火材料颗粒的脱落;Ti、Ce脱氧钢与耐火材料形成的界面层分别为FeTiO3-MgAl2O4和CeAlO3-MgAl2O4双相物质。
曾大凡[5](2019)在《新时代中国耐火材料行业发展新趋势》文中提出分析了钢铁、水泥、玻璃、有色等耐火材料下游行业的发展状况,指出耐火材料行业市场需求目前进入平台期。深入探讨了供给侧改革对耐火材料行业发展的影响,提出了耐火材料行业多维创新的观点,强调了耐火材料行业自动化、智能化发展趋势,并明确了"一带一路"给中国耐火材料行业带来的新机遇,为我国耐火材料行业的发展指明了方向。
徐娜娜[6](2019)在《可水合氧化铝的水化脱水机制及其结合Al2O3-MgO浇注料性能》文中进行了进一步梳理铝镁质不定形耐火材料多数采用自流、振动、喷射等低压填充成型方式,其结合体系的选取决定了材料整体的致密度及结构与性能。可水合氧化铝在常温环境(25°C)的温度条件下可与水快速发生反应,生成三羟铝石和勃姆石凝胶,产生较高的陶瓷结合强度并避免因铝酸钙水泥引入Ca元素与钢渣反应生成钙长石和钙斜长石等低熔相,保证耐火材料稳定的高温使用性能。然而,关于可水合氧化铝水化机理及脱水行为与其结合材料性能研究鲜有报道。鉴于上述情况,开展可水合氧化铝的水化行为和脱水机制以及在Al2O3-MgO浇注料中的应用等基础研究工作具有十分重要的意义和实际应用价值。本论文以“调控水化速度、提升水化效率、控制脱水结构、优化结合性能”为设计思路,系统研究了可水合氧化铝的水化和脱水行为,及其对Al2O3-MgO浇注料性能的影响。主要研究工作包括:研究可水合氧化铝的水化机理及脱水行为,探究其粒度分布及形貌参数、分散剂协同作用、微粉表面吸附及复合酸性介质等对可水合氧化铝的水化速率、脱水结构及其结合性能的影响。采用N2吸附脱附法和压汞法联合分析可水合氧化铝脱水后的微观形态及其在浇注料中的结构演变。通过分析所制备材料的结构与性能,可以得到如下结论:(1)粒度分布与形貌参数均是影响可水合氧化铝水化行为的重要因素,其粒径越小、球形度越高,可水合氧化铝分散稳定性越高且固化越迅速。球磨时间为3h(d50=8.7μm,球形度0.93)的可水合氧化铝经300oC处理后的N2吸附脱附曲线属于Ⅳ型,回滞环属于H3型,反映其孔结构为层状聚集体所形成的无序结构。可水合氧化铝粒度适量减小且球形度增加,有助于提升所结合Al2O3-MgO浇注料的流动性,并使浇注料基质形成紧凑型结构。(2)分散剂协同作用有助于可水合氧化铝水化产物中的勃姆石凝胶向溶液中的扩散,提升浆料中勃姆石凝胶浓度,从而增加可水合氧化铝水化效率。添加偏硅酸钠的可水合氧化铝在2h水化反应后结晶度较低,反映其晶化速率较低;300oC处理后的N2吸附脱附曲线属于Ⅳ型,回滞环属于H2型,反映水合氧化铝脱水孔结构为层状聚集体所形成的墨水瓶结构。通过添加分散剂协同水化,可水合氧化铝的水化效率及水化程度均提升,并能显着提升Al2O3-MgO浇注料的流动性,并在浇注料中形成均匀的凝胶网络和适中的孔结构,以实现优化浇注料力学强度和抗热震性能的目的。(3)Al2O3/SiO2微粉通过表面吸附作用,在水化反应初期吸附勃姆石水解产生的羟基(-OH),促使水化反应向正反应方向进行,从而增加可水合氧化铝的水化程度。同时,带负电荷的Al2O3/SiO2微粉与勃姆石AlOOH的负电荷基团之间的范德华斥力有助于增加分子间距,延长其凝聚固化时间,从而优化所结合Al2O3-MgO浇注料的可施工性能。(4)酸性水化环境可显着抑制可水合氧化铝的水化反应进行,控制其凝胶释放速率。pH值为3的柠檬酸溶液预处理可水合氧化铝可使其在水化过程中形成有机络合物并吸附在凝胶层表面,达到抑制水化反应的效果。在脱水过程中,紧凑的水化层状结构有助于水蒸气分子的缓慢释放,缓冲热应力的作用效果。应用在Al2O3-MgO浇注料中,可增加其流动性并延长可施工时间。(5)借助COMSOL Mutiphysics软件分析可水合氧化铝脱水孔结构及分散形成的基质孔结构对浇注料抗渣渗透性能的影响。通过颗粒形貌及粒度控制、分散剂协同、微粉表面吸附和酸性介质预处理等处理方式的可水合氧化铝,其热处理后的脱水孔结构以及在浇注料基质的显微结构呈现显着差异,进而影响Al2O3-MgO浇注料的抗渣渗透性;其中,层状离散复合结构的可水合氧化铝脱水结构更有利于其结合浇注料抗渣渗透性的提升。
黄奥,王雅杰,邹永顺,付绿平,顾华志,李光强[7](2019)在《耐火材料与钢液相互作用的研究进展》文中提出耐火材料服务于国民经济和国防建设等众多领域,是冶金、建材、环保、能源、化工等高温工业不可替代的关键基础材料。随着国家建设与发展,高品质洁净钢的研发与生产越来越受到重视,而耐火材料直接参与钢铁冶炼过程,不仅是钢铁安全高效生产的重要保障,也对钢的质量有显着影响。钢冶炼用耐火材料与钢液反应会严重改变钢中碳、磷、硫、氮、氧等以及合金元素的组成及含量,既可以吸附、去除夹杂,也会产生夹杂,是钢中非金属夹杂物的主要来源之一。阐述了不同材质耐火材料与钢液的反应机理及其对钢质量的影响,研究表明,耐火材料与不同合金钢液反应界面层的组成差异较大,而高熔点、高粘度界面层的形成能有效抑制钢液对耐火材料的进一步渗透侵蚀;动态冶炼条件将加剧耐火材料的损毁及钢中外生夹杂;钢液对耐火材料的动态蚀损机制为:钢液渗透耐火材料并与其组分发生反应形成低熔点液相层,然后在剧烈的运动条件下,钢液与该液相界面层发生乳化卷混并造成其剥离,进而与耐火材料形成新界面,这一过程循环往复导致耐火材料不断蚀损,污染钢液;在外加电磁场、熔钢自源磁场以及高熵合金(钢)的发展下,耐火材料与钢液的作用机制亟待进一步研究,同时,耐火材料数值模拟结合大数据技术有望发挥重要功效,可为高品质洁净钢的生产及耐火材料基因工程建设提供指导。
孔令种[8](2018)在《中高锰钢精炼过程钢-渣-耐火材料相互作用行为研究》文中研究说明国内外研究人员对Al镇静低合金钢生产过程中钢液、熔渣和耐火材料间的相互作用行为进行了大量研究,获得了显着的成果,为Al镇静钢高效冶炼和钢种质量提升提供了极大的助力。近年来,随着研究的深入,以Mn为主要合金元素的中高锰钢因其良好的综合力学性能引起了研究人员的重点关注。由于合金元素含量高,中高锰钢与熔渣、耐火材料等冶金辅助材料间的相互作用及夹杂物的生成和演变行为有着区别于普通Al镇静低合金钢的显着特点。然而,目前对于中高锰钢的研究基本都关注于其材料性能的提升,而在如何实现中高锰钢高效冶炼、连铸等冶金领域的研究却相当匮乏。为阐明中高锰钢与熔渣和耐火材料反应行为及夹杂物的生成和演变机理,本文通过实验室实验、工业实验和热力学计算等手段对上述涉及中高锰钢的反应行为和夹杂物演变机理进行了研究。本文的主要研究内容和结论如下:(1)采用实验室实验研究了中高锰钢与精炼渣的反应行为。研究结果表明,钢液中[Mn]会与渣中SiO2反应生成MnO。渣中MnO含量与钢液中[Mn]含量和熔渣碱度有关,反应生成MnO的量随着熔渣碱度的增加和钢液中[Mn]含量的减少而降低。渣中MnO含量增加会降低渣中MgO溶解度,并使渣的氧化性增强,对脱硫和钢液洁净度产生不利影响,但在—定程度上能够改善熔渣的熔化性质。为降低渣中MnO含量,保持熔渣的稳定性,在中高锰钢生产中应保持精炼渣碱度大于4。(2)基于工业实验和实验室实验研究了中锰钢精炼期间非金属夹杂物的生成和演变行为。在工业实验中,发现熔渣和耐火材料与钢液中[Al]反应而向钢液中提供[Mg]和[Ca]。精炼期间钢液中夹杂物的演变路径为:Al2O3夹杂物→MgO·Al2O3尖晶石夹杂物→(Mn,Mg)O·Al2O3尖晶石夹杂物→含有少量MnO及MgO的铝酸钙夹杂物。区别于普通Al镇静低合金钢,在LF精炼中期发现中锰钢液中有(Mn,Mg)O·Al2O3尖晶石夹杂物存在。该夹杂物MnO含量较高,在钢液中[Ca]的作用下(Mn,Mg)O·Al2O3夹杂物会转变为低熔点的铝酸钙,但夹杂物中仍含有少量的MnO。实验室实验详细地证明了钢液中(Mn,Mg)O·Al2O3尖晶石夹杂物的生成机理,实验结果表明MgO·Al2O3夹杂物的尖晶石结构有助于钢液中[Mn]置换夹杂物中的Mg并生成(Mn,Mg)O·Al2O3夹杂物。尽管钢液中[Mn]含量高达5.5%,但Al2O3夹杂物并不能够与[Mn]反应生成MnO·Al2O3尖晶石。因此,在工业实验中(Mn,Mg)O·Al2O3夹杂物发现于LF精炼中期并且生成于MgO·Al2O3夹杂物之后。(3)通过实验室实验研究了 1600℃温度下中锰钢与Al2O3、MgO和MgO·Al2O3等耐火材料的反应行为。研究结果表明,中锰钢中的[Mn]并不能够与Al2O3耐火材料发生反应,但是可以与MgO耐火材料发生反应并在耐火材料与钢液接触的边界上生成(Mn,Mg)O固溶体层,而后钢液中[Al]再与(Mn,Mg)O固溶体中的MgO反应并在其边界上生成(Mn,Mg)O·Al2O3尖晶石层。中锰钢与MgO·Al2O3耐火材料反应后也能够在耐火材料边界上生成(Mn,Mg)O·Al2O3尖晶石层。耐火材料边界上生成的(Mn,Mg)O·Al2O3尖晶石也是钢液中(Mn,Mg)O·Al2O3夹杂物的重要来源之一,(Mn,Mg)O·Al2O3尖晶石层上脱落的微小颗粒进入钢液中也能够成为(Mn,Mg)O·Al2O3夹杂物。(4)基于实验室实验研究了 1600℃温度下中锰钢与挂渣MgO耐火材料的反应行为。MgO耐火材料分别与四种不同碱度的熔渣相互作用后得到挂渣MgO耐火材料,然后将得到的挂渣MgO耐火材料分别与中锰钢反应。研究结果再次证明MgO耐火材料(无挂渣)可以与中锰钢中的[Mn]反应并在耐火材料边界上先后生成(Mn,Mg)O固溶体和(Mn,Mg)O·A12O3尖晶石。挂渣MgO耐火材料插入中锰钢液后,挂渣层会向钢液中提供夹杂物,但同时也能成为MgO耐火材料的保护层。尽管挂渣层也能够与钢液中的[Mn]反应并在挂渣层和MgO耐火材料基体中生成MnO,但MnO含量明显低于与钢液反应后的无挂渣MgO耐火材料。挂渣MgO耐火材料与钢液的反应受挂渣碱度的影响,高碱度渣能够阻止挂渣层和MgO耐火材料基体中MnO的生成。因此,在中锰钢生产中应避免使用低碱度渣。
迟云广[9](2018)在《轴承钢冶炼过程夹杂物来源与转变机理研究》文中认为目前,国内钢铁企业的冶炼设备和冶炼技术已经达到国际先进水平,然而在控制轴承钢全氧和夹杂物方面与国外先进钢铁企业仍存在差距。为了提高轴承钢质量,本文在实验室实验和工业实验的基础上,运用气体分析、成分分析、扫描电镜分析和热力学分析等多种手段,研究了转炉钢液中的夹杂物在铝脱氧过程中的转变过程,分析了耐火材料-钢包釉-钢液之间相互作用行为及其与轴承钢洁净度的关系,并研究了转炉炉渣对控氮的影响与铝酸钙类型夹杂物的来源。本文通过这些研究,阐明转炉冶炼、耐火材料和钢包釉对轴承钢夹杂物控制的重要性,以期为提高轴承钢质量提供重要支撑。本文主要研究内容和结论如下:(1)通过工业实验和实验室实验,分析了轴承钢转炉冶炼后的钢液中夹杂物的种类及其来源,研究了铝脱氧过程夹杂物的生成与转变行为。研究发现:经转炉冶炼后的钢液中主要存在三种类型夹杂物,分别是硅酸钙夹杂物、含有固体颗粒的硅酸钙夹杂物和(Fe,Mn)O类型夹杂物。硅酸钙类型夹杂物主要来源于转炉炉渣,(Fe,Mn)O类型夹杂物则是在转炉吹炼过程中铁水氧化生成的。在铝脱氧过程中,氧化铝夹杂物不仅发生均质形核,生成大量群簇状氧化铝夹杂物,而且以(Fe,Mn)O类型夹杂物为核心,发生非均质形核。与此同时,(Fe,Mn)O类型夹杂物逐渐被铝还原,最终生成颗粒状氧化铝夹杂物。此外,硅酸钙类型夹杂物在铝的作用下转变成为铝酸钙类型夹杂物。(2)通过在实验室开展耐火材料和钢包釉分别与铝镇静钢(只对轴承钢转炉冶炼终点钢液进行铝脱氧得到铝镇静钢)反应实验,研究了耐火材料和钢包釉对钢液中氧化铝夹杂物的作用机理,系统的对比了耐火材料和钢包釉对夹杂物的影响规律。结果表明:氧化铝耐火材料对钢液中的夹杂物几乎没有影响;氧化镁耐火材料可以促使钢液中氧化铝夹杂物转变成为尖晶石夹杂物;在钢包釉的作用下,钢液中的氧化铝夹杂物首先转变成为尖晶石夹杂物,再转变生成铝酸钙类型夹杂物。氧化镁耐火材料与钢包釉相比,其与钢液之间的相互作用向钢液提供了更多的Mg。由于Mg较Ca在钢液中先生成,因此氧化铝夹杂物首先转变成尖晶石夹杂物,再生成铝酸钙夹杂物。当形成钢包釉的钢包再次使用时,尖晶石夹杂物快速生成的原因是耐火材料-钢包釉-钢液的相互作用。(3)通过在氧化镁耐火材料棒表面形成不同的钢包釉来模拟钢包的使用制度,并且在实验室进行不同钢包釉与轴承钢反应实验,研究了钢包使用制度对轴承钢中的夹杂物和全氧质量分数的影响规律。研究结果表明:由于钢包釉的脱落且与钢液之间的化学反应,钢包釉会恶化轴承钢的洁净度。随着钢包釉碱度的降低,钢包釉与钢液的反应性逐渐增强,钢液全氧质量分数由5.7 × 10-4%分别增加到6.4 × 10-4%、9.5 × 104%和11.7 ×10-4%,即轴承钢洁净度的恶化程度逐渐增加。钢包釉不仅恶化当前炉次的钢液洁净度,而且恶化连续炉次的钢液洁净度。轴承钢生产过程中,钢包专用制度更有利于控制轴承钢质量。此外,随着浸入时间的增加和钢包釉碱度的减小,钢包釉对耐火材料的侵蚀程度逐渐增加。(4)通过工业实验,在轴承钢生产过程中进行全流程取样,研究了冶炼过程中夹杂物的来源及其转变行为,分析了转炉炉渣对控氮的影响。研究结果表明:出钢脱氧合金化过程中,转炉钢液中的硅酸钙类型夹杂物和钢包釉脱落形成的夹杂物在铝的作用下均生成铝酸钙类型夹杂物,(Fe,Mn)O类型夹杂物被铝还原成为氧化铝夹杂物。精炼过程中,氧化铝夹杂物首先转变成为尖晶石夹杂物,最终转变成为铝酸钙类型夹杂物。VD精炼过程会产生尺寸较大的铝酸钙夹杂物。浇铸过程中,钢液发生二次氧化会重新生成氧化铝夹杂物。此外,引流砂也是夹杂物的一个重要来源。转炉吹炼初期脱氮很微弱,转炉脱氮主要集中在吹炼15%到80%的过程中,转炉吹炼末期钢液有所增氮。炉渣泡沫化程度好,二次脱氮作用明显,终点氮的平均质量分数为13.7 × 10-4%,平均脱氮率为74.2%,可以明显减少氮化物夹杂物。轴承钢生产过程中,铝酸钙类型夹杂物的生成很难避免,只能尽可能的减小其数量和尺寸。
尹雪亮[10](2018)在《MA-CA2-CA6复相耐火材料烧结行为及其性能》文中指出Al2O3-MgO质耐火材料因其良好的耐高温、耐热震及抗渣侵蚀性能,被广泛用作精炼环节炉窑的工作衬和功能元件。但其应用存在着由于刚玉原料密度大、价格昂贵所导致的炉衬蓄热损失大及生产成本高等问题,不符合钢铁企业高效率、低能耗、低排放的发展趋势。利用价格低廉且理论密度低的石灰石替代部分刚玉原料,开发新型的Al2O3-MgO-CaO系耐火材料,有利于实现耐火材料的轻量化,能有效解决上述问题。此外,引入的CaO组元易与钢液中P、S等杂质元素反应,可有效净化钢水,促进洁净钢生产。然而,该新型耐火材料主要物相镁铝尖晶石(MA)和六铝酸钙(CA6)均属于难烧结物相,往往需要很高的烧成温度(>1700℃)才能获得良好的致密度和高温力学性能,从而限制了其进一步的开发和应用。针对这一问题,本论文从烧结强化的角度出发,研究了 La2O3、MnO、Y2O3添加剂对Al2O3-MgO-CaO系耐火材料微观结构、烧结行为、力学性能及抗渣侵蚀性能的影响规律,并从离子扩散角度利用模型分析了其作用机理,取得了以下研究成果:(1)MA-CA2-CA6复相耐火材料烧结过程中Ca2+和Mg2+离子的扩散是CA6晶粒和MA晶粒的形成和生长过程中的最主要限制性环节,因此,增强Ca2+和Mg2+离子的扩散传质有利于提高CA6晶粒和MA晶粒的烧结活性,促进该复相耐火材料烧结致密化。(2)添加剂的引入能显着改善MA-CA2-CA6复相耐火材料的烧结致密化。其中,La3+、Mn2+、Y3+离子的置换固溶可显着改善烧结活性,促进晶粒发育。同时,CA6晶粒形貌由片状向等轴状的转变可有效排出气孔,促进致密化。当La2O3、MnO、Y2O3添加的质量分数分别为0.4%、4%、2%时,1600℃烧成后,其显气孔率由18.3%分别降低至4.8%、4.4%、4.1%。因此,引入上述添加剂可有效促进该复相耐火材料烧结致密化行为。(3)添加剂的引入对MA-CA2-CA6复相耐火材料的微观结构特征具有重要影响,且CA6和MA晶粒形貌的演变呈现明显的正相关性。La3+和Y3+离子通过取代Ca2+离子在CA6结构镜面层的固溶降低了 CA6晶粒表面能的各向异性,从而能抑制其沿基面的异常长大,晶粒尺寸均匀性大大提高。CA6晶粒形貌的这一转变还能促进MA晶粒的发育。Mn2+和Y3+离子通过取代Mg2+离子在MA内的固溶能显着促进尖晶石晶粒的生长和气孔的消除。这一改变缩小了 CA6片状晶粒发育的空间,导致CA6晶粒尺寸纵横比明显降低。(4)添加剂的引入能显着提高MA-CA2-CA6复相耐火材料的力学性能。当La2O3、MnO、Y2O3添加的质量分数分别为0.4%、4%、2%时,1600℃烧成后,该复相耐火材料的常温抗压强度由原始的317MPa分别提高到487、562和576MPa,常温抗弯强度由原始的186MPa分别提高到276、297和313MPa,断裂韧性由原始的2.3MPa m1/2分别提高到3.3、3.5和3.6MPa m1/2。气孔率及气孔尺寸的显着下降是强度提高的主要原因。晶粒键连的增强及晶界曲折度的增加显着提高了裂纹扩展阻力,从而提高了断裂韧性。(5)添加La2O3、MnO和Y2O3的MA-CA2-CA6复相耐火材料,其抗精炼渣侵蚀效果与同等致密度的Al2O3-MgO质耐火材料相当。一方面,这是因为La2O3、MnO和Y2O3的添加有利于侵蚀区前端CA2致密层的快速形成,提高其抗渣渗透能力。另一方面,熔渣与耐火材料界面附近固相La2O3、MnO和Y2O3的存在增大了液相熔渣的粘度,降低了熔渣的渗透和侵蚀能力,更好地保持了耐火材料的完整性。同时,MnO、Y2O3的存在还可有效促进熔渣中耐高温、耐侵蚀物相MA的析出,进而能够有效阻止熔渣的进一步渗透和侵蚀。(6)利用MA-CA2-CA6复相耐火骨料取代部分铝矾土骨料,可有效提高Al2O3-MgO-C耐火砖的抗渣侵蚀能力。熔渣侵蚀过程中,复相耐火骨料中CA2和CA6的溶解加速了镁铝尖晶石的析出,促进了尖晶石致密区的形成,从而提高了抗渣侵蚀能力;另一方面,反应层复相耐火骨料中的CA6与熔渣交互作用,导致CA2致密层厚度增加,有效提高了 Al2O3-MgO-C耐火砖的抗渣渗透能力。此外,原砖层复相耐火骨料中的CA2与Al2O3反应生成了更多的CA6增韧相,有效起到了提高内部“桥联”的作用效果,有利于提高耐火材料的高温力学性能及抗热震性能。
二、钢铁工业与耐火材料(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、钢铁工业与耐火材料(论文提纲范文)
(1)我国耐火材料工业的发展历程、取得的进步和低碳转型新发展——纪念钟香崇院士诞辰100周年(论文提纲范文)
1 追忆钟香崇先生[1-10] |
1.1 艰辛求学,报效祖国 |
1.2 组织指导新中国耐火材料工业的建设和发展 |
1.3 组建和发展洛阳耐火材料研究所(院) |
1.4 开展学术交流,培养人才,壮大耐火材料专业高等教育,推动行业技术进步 |
1.5 耄耋之年创建郑州大学高温材料研究所 |
1.6 指导研究生开展了一系列创新研究 |
1.7 初心始终不变,为耐火材料事业奋斗终生 |
1.8 钟香崇先生获得的部分荣誉 |
2 “八五” “九五”期间耐火材料的发展[11-18] |
2.1 钢铁工业的新发展给耐火材料提出了新的更高要求 |
2.2 “八五”“九五”计划期间共计六个国家级耐火材料重大科技项目[11-18] |
3 进入21世纪,耐火材料工业的新进步和低碳转型新发展新要求[19-25] |
3.1 钢铁工业向低碳转型发展 |
3.2 耐火材料工业取得的新进步 |
3.2.1 耐火材料行业技术水平,科创能力持续提高 |
3.2.2 企业队伍不断壮大,形成了许多领头企业 |
3.2.3 耐火材料行业的装备自动化、智能化、管理现代化、绿色制造水平不断提高 |
3.2.4 耐火材料吨钢消耗大幅度下降[23-24] |
3.3 双碳目标下耐火材料行业的低碳转型新发展新要求 |
4 结语 |
(2)低品位复合矿直接还原-熔分工艺实验及能耗研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
缩写和符号清单 |
1 引言 |
2 文献综述 |
2.1 低品位多金属复合矿利用现状 |
2.1.1 低品位多金属复合矿 |
2.1.2 钒钛磁铁矿利用现状 |
2.1.3 含铁选铜尾矿和冶金尘泥等固体废弃物利用现状 |
2.1.4 红土镍铁矿利用现状 |
2.2 炼铁工艺进展 |
2.2.1 铁氧化物还原 |
2.2.2 高炉炼铁工艺与非高炉炼铁工艺 |
2.2.3 直接还原技术进展 |
2.3 复合矿冶炼原理 |
2.3.1 氧化还原热力学 |
2.3.2 氧化还原动力学 |
2.4 金属冶炼工艺能耗 |
2.5 研究意义和研究内容 |
2.5.1 研究意义 |
2.5.2 研究内容 |
3 复合矿直接还原研究方法 |
3.1 复合矿还原热力学研究 |
3.1.1 金属氧化物标准生成自由能与温度的关系 |
3.1.2 复合矿碳热还原热力学原理 |
3.2 复合矿还原动力学研究 |
3.2.1 物理模型 |
3.2.2 动力学方程式的推导 |
3.3 复合矿直接还原基础实验研究方法 |
3.3.1 还原剂及实验设备 |
3.3.2 实验工艺流程 |
3.4 小结 |
4 海砂钒钛磁铁矿直接还原基础实验研究 |
4.1 海砂钒钛磁铁矿原料 |
4.2 碳氧比对金属化率的影响 |
4.3 还原温度对金属化率的影响 |
4.4 还原时间对金属化率的影响 |
4.5 反应限制性环节的确定 |
4.6 海砂钒钛磁铁矿的二步法全资源化利用工艺 |
4.7 小结 |
5 含铁选铜尾矿直接还原基础实验研究 |
5.1 含铁选铜尾矿原料 |
5.2 碳氧比对金属化率的影响 |
5.3 还原温度对金属化率的影响 |
5.4 还原时间对金属化率的影响 |
5.5 反应限制性环节的确定 |
5.6 含铁选铜尾矿二步法节能型提取与富集工艺 |
5.7 小结 |
6 红土镍铁矿直接还原基础实验研究 |
6.1 红土镍铁矿原料 |
6.2 碳氧比对金属化率和镍回收率的影响 |
6.3 还原温度对铁金属化率和镍回收率的影响 |
6.4 还原时间对铁金属化率和镍回收率的影响 |
6.5 熔分实验 |
6.6 反应限制性环节的确定 |
6.7 红土镍铁矿低电耗镍铁直接合金化工艺 |
6.8 小结 |
7 直接还原-熔分工艺中试及能耗研究 |
7.1 直接还原-熔分工艺中试工艺 |
7.1.1 直接还原装备类型的选择 |
7.1.2 矿热熔分炉及长寿炉衬技术 |
7.1.3 中试生产线工艺流程 |
7.2 转底炉直接还原中试生产试验 |
7.2.1 生产前的准备 |
7.2.2 配碳量对金属化率的影响 |
7.2.3 还原时间对金属化率的影响 |
7.2.4 还原温度对金属化率的影响 |
7.3 转底炉直接还原-矿热炉熔分联动试验 |
7.4 直接还原-溶分工艺能耗 |
7.4.1 中试生产实际能耗 |
7.4.2 单位钛渣产品能耗 |
7.5 小结 |
8 结论 |
本文创新点 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(3)铁水脱硫搅拌器用碳纤维增强莫来石浇注料结构与性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 文献综述 |
1.1 前言 |
1.2 铁水脱硫预处理系统研究进展 |
1.2.1 铁水脱硫预处理工艺概述 |
1.2.2 铁水预处理用脱硫器 |
1.2.3 脱硫器用外衬耐火材料的发展 |
1.3 碳纤维在耐火材料中的应用及问题 |
1.3.1 碳纤维的分类与特性 |
1.3.2 碳纤维在耐火材料中的应用 |
1.3.3 碳纤维在混凝土中的应用 |
1.3.4 碳纤维在耐火材料中的应用问题 |
1.4 碳纤维表面处理与分散研究进展 |
1.4.1 碳纤维表面处理研究进展 |
1.4.2 碳纤维分散研究进展 |
1.5 有限元分析在耐火材料中的应用 |
1.6 本课题的提出及研究内容 |
第二章 材料制备和研究方法 |
2.1 实验试剂与仪器 |
2.2 碳纤维和浇注料结构与性能测试表征 |
2.2.1 碳纤维/浇注料显微结构及元素分析 |
2.2.2 碳纤维分散稳定性测试与表征 |
2.2.3 碳纤维抗氧化性测试 |
2.2.4 碳纤维表面XPS测试 |
2.2.5 碳纤维物相分析 |
2.2.6 浇注料物理性能测试 |
2.2.7 浇注料热震稳定性测试 |
2.2.8 浇注料抗渣侵蚀性测试 |
第三章 碳纤维表面改性处理 |
3.1 实验设计与方案 |
3.2 碳纤维表面除胶与氧化 |
3.2.1 气相氧化法表面处理碳纤维 |
3.2.2 液相氧化法表面处理碳纤维 |
3.3 碳纤维表面涂层处理 |
3.3.1 溶胶包覆法 |
3.3.2 原位气固反应法 |
3.4 本章小结 |
第四章 碳纤维在浆体中的分散行为 |
4.1 实验设计与方案 |
4.2 实验结果与讨论 |
4.2.1 碳纤维在水溶液中的分散性 |
4.2.2 碳纤维在泥浆中的分散性 |
4.2.3 碳纤维在浇注料中的分散性 |
4.3 本章小结 |
第五章 碳纤维增强莫来石浇注料的结构与性能 |
5.1 实验设计与方案 |
5.2 碳纤维添加量对莫来石浇注料性能的影响 |
5.2.1 浇注料物理性能 |
5.2.2 浇注料显微结构 |
5.2.3 浇注料热震稳定性 |
5.3 碳纤维长度对莫来石浇注料性能影响 |
5.3.1 浇注料物理性能 |
5.3.2 浇注料显微结构 |
5.4 碳纤维表面修饰对莫来石浇注料性能的影响 |
5.4.1 浇注料物理性能 |
5.4.2 浇注料显微结构 |
5.4.3 浇注料热震稳定性 |
5.5 本章小结 |
第六章 碳纤维增强莫来石浇注料机理研究 |
6.1 实验设计与方案 |
6.2 碳纤维高温结构演变 |
6.2.1 碳纤维表面形貌 |
6.2.2 SiO_X微球生长机理 |
6.3 SiC/SiO_X晶须生长及机理 |
6.3.1 SiC/SiO_X晶须生长规律 |
6.3.2 SiC/SiO_X晶须生长机理 |
6.4 气氛对碳纤维增强莫来石浇注料结构与性能的影响 |
6.4.1 浇注料物理性能 |
6.4.2 浇注料显微结构 |
6.4.3 浇注料热震稳定性 |
6.5 本章小结 |
第七章 碳纤维增强莫来石浇注料微观结构及性能调控 |
7.1 实验设计与方案 |
7.2 硅粉添加量对莫来石浇注料抗氧化性的影响 |
7.2.1 浇注料物理性能 |
7.2.2 浇注料宏观与显微结构 |
7.2.3 浇注料热震稳定性 |
7.3 二氧化硅微粉含量对莫来石浇注料流动性及结构的影响 |
7.3.1 浇注料物理性能 |
7.3.2 浇注料显微结构 |
7.3.3 浇注料热震稳定性 |
7.4 碳化硅含量对莫来石浇注料抗热震性和抗渣性的影响 |
7.4.1 浇注料物理性能 |
7.4.2 浇注料显微结构 |
7.4.3 浇注料热震稳定性 |
7.4.4 浇注料抗渣侵蚀性 |
7.5 本章小结 |
第八章 碳纤维增强莫来石浇注料服役行为 |
8.1 莫来石浇注料搅拌器服役行为模拟 |
8.1.1 等效模型建立 |
8.1.2 服役过程温度与应力分析 |
8.2 搅拌器实际服役行为 |
8.2.1 搅拌器制备工艺 |
8.2.2 服役行为研究方案 |
8.2.3 搅拌器服役情况 |
8.3 本章小结 |
第九章 总结论与展望 |
9.1 结论 |
9.2 展望 |
本论文的创新点 |
致谢 |
参考文献 |
附录1 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
附录2 攻读博士学位期间参加的科研项目 |
(4)MgO基过滤用耐火材料与钢中夹杂物的作用机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 文献综述 |
1.1 引言 |
1.2 钢中非金属夹杂物 |
1.2.1 钢中夹杂物的分类 |
1.2.2 钢中夹杂物对性能的影响 |
1.2.3 钢中夹杂物的去除 |
1.3 中间包耐火材料 |
1.3.1 中间包耐火材料综述 |
1.3.2 过滤器用耐火材料的发展 |
1.3.3 MgO基过滤器用耐火材料 |
1.4 耐火材料与钢液的相互作用 |
1.4.1 耐火材料对钢液成分的影响 |
1.4.2 钢液对耐火材料的侵蚀 |
1.4.3 钢液与耐火材料界面层的形成 |
1.4.4 耐火材料对钢中夹杂物的吸附 |
1.5 汽车用IF钢 |
1.5.1 IF钢的发展 |
1.5.2 IF钢中夹杂物 |
1.6 研究的意义及内容 |
1.6.1 研究意义 |
1.6.2 研究内容 |
第二章 过滤用耐火材料的制备及实验钢的冶炼 |
2.1 引言 |
2.2 过滤用耐火材料的制备 |
2.2.1 制备原料 |
2.2.2 制备工艺 |
2.3 过滤用耐火材料的性能表征 |
2.3.1 性能测试方法 |
2.3.2 性能表征 |
2.4 实验钢的冶炼 |
2.4.1 实验材料及设备 |
2.4.2 实验过程 |
2.4.3 实验钢的成分 |
2.4.4 实验钢中典型夹杂物特征 |
2.5 本章小结 |
第三章 MgO基过滤用耐火材料对钢液洁净度的影响 |
3.1 引言 |
3.2 实验材料及方法 |
3.2.1 实验原料 |
3.2.2 实验方法 |
3.3 过滤用耐火材料对钢液成分的影响 |
3.3.1 氧、氮及碳含量 |
3.3.2 合金元素含量 |
3.4 过滤用耐火材料对钢中夹杂物特征的影响 |
3.4.1 钢中典型夹杂物的成分及形貌变化 |
3.4.2 钢中夹杂物数量及尺寸分布的变化 |
3.5 耐火材料与钢液相互作用界面观察与分析 |
3.6 本章小结 |
第四章 MgO基过滤用耐火材料吸附夹杂物行为研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验材料及方法 |
4.2.1 实验原料 |
4.2.2 实验方法 |
4.3 MgO基过滤用耐火材料表面观察 |
4.3.1 耐火材料表面宏观形貌 |
4.3.2 耐火材料表面微观形貌 |
4.3.3 耐火材料表面XRD分析 |
4.4 微孔MgO过滤用耐火材料吸附夹杂物机理研究 |
4.4.1 微孔MgO耐火材料与钢液反应及吸附夹杂物模型 |
4.4.2 微孔MgO耐火材料吸附夹杂物的热力学分析 |
4.4.3 微孔MgO耐火材料吸附夹杂物的动力学分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 微孔MgO耐火材料吸附Ti/Ce夹杂物的研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验材料及方法 |
5.2.1 实验原料 |
5.2.2 实验方法 |
5.3 MgO基过滤用耐火材料对Ti/Ce脱氧钢液洁净度的影响 |
5.3.1 Ti/Ce脱氧钢中典型夹杂物形貌及成分 |
5.3.2 Ti/Ce脱氧钢中夹杂物数量及尺寸分布的变化 |
5.4 微孔MgO耐火材料对Ti/Ce脱氧钢中夹杂物的吸附行为 |
5.4.1 Ti脱氧钢 |
5.4.2 Ce脱氧钢 |
5.5 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文 |
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
(5)新时代中国耐火材料行业发展新趋势(论文提纲范文)
1 中国耐火材料行业的现状 |
1.1 耐火材料市场需求进入平台期 |
1.1.1 下游行业增长放缓 |
1.1.1. 1 钢铁行业 |
1.1.1. 2 水泥行业 |
1.1.1. 3 玻璃行业 |
1.1.1. 4 有色行业 |
1.1.2 耐火材料市场需求饱和 |
1.2 大型优势企业板块初步形成 |
2 供给侧结构性改革促进耐火材料行业转型升级 |
2.1 供给侧改革的背景及改革的措施 |
2.1.1 供给侧改革的背景 |
2.1.2 供给侧改革的措施 |
2.2 供给侧改革对耐火材料行业的影响 |
2.2.1 耐火材料行业面临大洗牌 |
2.2.2 耐火材料企业联合重组步伐加快 |
2.2.3 耐火材料市场向大型优势企业转移 |
3 多维创新成为耐火材料行业创新新模式 |
3.1 跨行业联合创新 |
3.1.1 耐火材料企业与装备制造业联合创新 |
3.1.2 耐火材料企业与环保技术开发部门联合创新 |
3.1.3 耐火材料企业与互联网行业联合创新 |
3.2 产业链共同创新 |
3.2.1 耐火材料企业与原材料加工企业联合创新 |
3.2.2 耐火材料企业与下游客户联合创新 |
3.3 耐火材料企业间合作创新 |
4 自动化、智能化打造耐火材料高端制造 |
4.1 自动化、智能化全面提升耐火材料制造水平 |
4.2 自动化、智能化提高耐火材料产品质量和稳定性 |
5“一带一路”倡议给中国耐火材料企业走出去带来新机遇 |
5.1 耐火材料企业走向国际化是必由之路 |
5.2“一带一路”倡议带来新机遇 |
6 结语 |
(6)可水合氧化铝的水化脱水机制及其结合Al2O3-MgO浇注料性能(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 钢包工作衬用耐火材料 |
1.2.1 工作衬用耐火材料的发展 |
1.2.2 工作衬用耐火材料损毁方式 |
1.3 铝镁质不定形耐火材料 |
1.3.1 铝镁尖晶石的性能 |
1.3.2 铝镁质不定形材料的应用 |
1.4 不定形耐火材料常用水硬性结合剂 |
1.4.1 铝酸钙水泥结合 |
1.4.2 镁砂及M-S-H结合 |
1.4.3 可水合氧化铝结合 |
1.5 可水合氧化铝的国内外研究现状 |
1.5.1 可水合氧化铝的制备及结构 |
1.5.2 可水合氧化铝的水化产物 |
1.5.3 可水合氧化铝的应用趋势和展望 |
1.6 本文的选题依据和研究内容 |
1.6.1 选题依据 |
1.6.2 研究内容 |
第2章 原料表征及性能测试 |
2.1 实验试剂与仪器 |
2.2 可水合氧化铝表观特征及水化/脱水行为 |
2.2.1 可水合氧化铝颗粒表观特征 |
2.2.2 可水合氧化铝水合作用表征 |
2.2.3 可水合氧化铝脱水行为 |
2.3 可水合氧化铝结合Al_2O_3-MgO浇注料的结构和性能表征 |
第3章 可水合氧化铝颗粒特征及其水合作用 |
3.1 实验设计与方案 |
3.2 粒度分布及形貌参数调控可水合氧化铝水化行为 |
3.2.1 可水合氧化铝流变行为及分散稳定性 |
3.2.2 可水合氧化铝水化胶凝产物的定性分析 |
3.2.3 可水合氧化铝的结晶度及真密度 |
3.3 粒度分布及形貌参数调控可水合氧化铝脱水行为 |
3.4 可水合氧化铝的颗粒特征对Al_2O_3-MgO浇注料性能的影响 |
3.4.1 Al_2O_3-MgO浇注料的物理性能及显微结构 |
3.4.2 Al_2O_3-MgO浇注料孔结构特征及抗热震稳定性分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 分散剂与可水合氧化铝水化的作用机理 |
4.1 实验设计与方案 |
4.2 分散剂控制可水合氧化铝水化分相 |
4.2.1 可水合氧化铝流变行为及分散稳定性 |
4.2.2 可水合氧化铝水化胶凝产物的定性分析 |
4.2.3 可水合氧化铝的结晶度及真密度 |
4.3 分散剂影响可水合氧化铝脱水进程 |
4.4 分散剂调控可水合氧化铝及其结合Al_2O_3-MgO浇注料 |
4.4.1 Al_2O_3-MgO浇注料的物理性能及显微结构 |
4.4.2 Al_2O_3-MgO浇注料孔结构特征及抗热震稳定性分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 表面吸附与可水合氧化铝的水化行为 |
5.1 实验设计与方案 |
5.2 表面吸附调控可水合氧化铝水化速率 |
5.2.1 活性氧化铝复合可水合氧化铝的水合反应 |
5.2.2 硅微粉复合可水合氧化铝的水合反应 |
5.2.3 活性氧化铝/硅微粉复合可水合氧化铝的水合反应 |
5.3 表面吸附影响可水合氧化铝脱水过程 |
5.3.1 活性氧化铝复合可水合氧化铝 |
5.3.2 硅微粉复合可水合氧化铝 |
5.3.3 活性氧化铝/硅微粉复合可水合氧化铝 |
5.4 表面吸附作用优化可水合氧化铝结合Al_2O_3-MgO浇注料 |
5.4.1 活性氧化铝复合可水合氧化铝调控浇注料结构与性能 |
5.4.2 硅微粉复合可水合氧化铝调控浇注料结构与性能 |
5.4.3 活性氧化铝/硅微粉复合可水合氧化铝调控浇注料结构与性能 |
5.5 本章小结 |
第6章 酸性介质调控可水合氧化铝水化过程 |
6.1 实验设计与方案 |
6.2 酸性介质调控可水合氧化铝水化行为 |
6.2.1 pH调控可水合氧化铝的流变性能及结晶度 |
6.2.2 可水合氧化铝的分散稳定性及电导率 |
6.3 酸性介质调控可水合氧化铝脱水行为 |
6.4 酸性介质对可水合氧化铝结合Al_2O_3-MgO浇注料性能的影响 |
6.4.1 有机酸改性可水合氧化铝调控Al_2O_3-MgO浇注料结构与性能 |
6.4.2 无机酸改性可水合氧化铝调控Al_2O_3-MgO浇注料结构与性能 |
6.5 本章小结 |
第7章 孔结构与抗渣渗透性能的关系 |
7.1 可水合氧化铝在基质中的孔结构与抗渣渗透性能的关系 |
7.1.1 数学物理模型的建立 |
7.1.2 结果与讨论 |
7.2 可水合氧化铝脱水孔结构与抗渣渗透性能的关系 |
7.2.1 离散脱水结构及离散程度对流体流速的影响 |
7.2.2 层状结构及层间距对流体流速的影响 |
7.2.3 层状结构复合离散结构对流体流速的影响 |
7.2.4 点阵结构及晶粒大小对流体速度的影响 |
7.3 本章小结 |
第8章 总结论 |
8.1 结论 |
8.2 展望 |
本论文的创新点 |
参考文献 |
附录1 攻读博士学位期间取得的科研成果 |
附录2 攻读博士学位期间参加的科研项目 |
致谢 |
(7)耐火材料与钢液相互作用的研究进展(论文提纲范文)
1 前言 |
2 耐火材料与钢反应及对钢质量的影响 |
3 耐火材料与钢间界面层对钢质量的影响 |
4 耐火材料的动态侵蚀机制与外场影响 |
5 结语 |
(8)中高锰钢精炼过程钢-渣-耐火材料相互作用行为研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 中高锰钢分类及合金元素 |
1.2.1 耐磨高锰钢 |
1.2.2 高锰无磁钢 |
1.2.3 高锰TRIP/TWIP钢 |
1.2.4 中锰钢 |
1.2.5 合金元素 |
1.3 中高锰钢生产工艺 |
1.3.1 传统生产工艺 |
1.3.2 新型生产工艺 |
1.3.3 炼钢用造渣剂 |
1.3.4 炼钢用耐火材料 |
1.3.5 新型生产工艺面临的困难 |
1.4 中高锰钢冶金领域研究现状 |
1.4.1 高锰钢热力学 |
1.4.2 高锰钢夹杂物 |
1.4.3 高锰钢-耐火材料反应行为 |
1.4.4 高锰钢结晶器保护渣 |
1.4.5 高锰钢热物性参数 |
1.5 本课题研究的主要目的、意义和内容 |
1.6 本课题研究的特色和创新点 |
第2章 中高锰钢与精炼渣的反应行为 |
2.1 实验室实验 |
2.1.1 材料准备 |
2.1.2 实验装置与步骤 |
2.1.3 检测方法 |
2.2 实验结果 |
2.2.1 反应后熔渣中MnO含量变化 |
2.2.2 反应后熔渣中SiO_2含量变化 |
2.2.3 反应后熔渣微观形貌 |
2.3 分析与讨论 |
2.3.1 碱度对钢-渣反应的影响 |
2.3.2 钢中[Mn]含量对钢-渣反应的影响 |
2.3.3 渣中MnO对熔渣性质的影响 |
2.3.4 中高锰钢精炼渣选择和工业实践 |
2.4 本章小结 |
第3章 中锰钢精炼过程夹杂物生成和演变行为 |
3.1 实验 |
3.1.1 工业实验 |
3.1.2 实验室实验 |
3.2 工业实验结果 |
3.2.1 钢样化学成分 |
3.2.2 钢中夹杂物形貌及成分 |
3.3 实验室实验结果 |
3.3.1 反应前后钢样成分变化 |
3.3.2 反应后氧化物棒边界层的变化 |
3.4 分析与讨论 |
3.4.1 中锰钢夹杂物演变 |
3.4.2 (Mn,Mg)O·Al_2O_3夹杂物生成机理 |
3.5 本章小结 |
第4章 中锰钢与耐火材料的反应行为 |
4.1 实验室实验 |
4.1.1 实验材料 |
4.1.2 实验装置与步骤 |
4.1.3 检测方法 |
4.2 实验结果 |
4.2.1 Al_2O_3耐火材料 |
4.2.2 MgO耐火材料 |
4.2.3 MgO·Al_2O_3耐火材料 |
4.2.4 钢中夹杂物 |
4.3 分析与讨论 |
4.3.1 中锰钢与Al_2O_3耐火材料反应 |
4.3.2 中锰钢与MgO耐火材料反应 |
4.3.3 中锰钢与MgO·Al_2O_3耐火材料反应 |
4.3.4 钢液与耐火材料反应对夹杂物的影响 |
4.4 本章小结 |
第5章 中锰钢与挂渣耐火材料的反应行为 |
5.1 实验室实验 |
5.1.1 实验材料 |
5.1.2 实验装置与步骤 |
5.1.3 检测方法 |
5.2 实验结果 |
5.2.1 挂渣层 |
5.2.2 钢液与纯MgO耐火材料的反应 |
5.2.3 钢液与挂渣MgO耐火材料的反应 |
5.3 分析与讨论 |
5.3.1 挂渣对钢洁净度的影响 |
5.3.2 与纯MgO耐火材料的反应 |
5.3.3 与挂渣MgO耐火材料的反应 |
5.3.4 钢包挂渣对中锰钢生产的影响 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间获得的科研成果 |
作者简介 |
文中包含图、表、公式及文献 |
(9)轴承钢冶炼过程夹杂物来源与转变机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 轴承钢发展概况 |
1.2.1 国外轴承钢发展概况 |
1.2.2 国内轴承钢发展概况 |
1.2.3 轴承钢性能要求 |
1.3 非金属夹杂物来源 |
1.4 非金属夹杂物分类 |
1.4.1 按夹杂物来源分类 |
1.4.2 按夹杂物组成分类 |
1.4.3 按夹杂物变形能力分类 |
1.4.4 按夹杂物形态和分布分类 |
1.4.5 按夹杂物尺寸分类 |
1.5 非金属夹杂物对钢性能的影响 |
1.6 非金属夹杂物研究现状 |
1.6.1 转炉冶炼对夹杂物的影响 |
1.6.2 脱氧方式对夹杂物的影响 |
1.6.3 耐火材料对夹杂物的影响 |
1.6.4 精炼渣对夹杂物的影响 |
1.6.5 钢包釉对夹杂物的影响 |
1.7 本课题研究的主要目的、意义和内容 |
1.8 本课题研究的特色和创新点 |
第2章 铝脱氧过程夹杂物的生成与转变 |
2.1 实验 |
2.1.1 实验原料 |
2.1.2 实验过程 |
2.1.3 分析方法 |
2.2 实验结果 |
2.2.1 转炉终点炉渣 |
2.2.2 夹杂物种类 |
2.2.3 Al与全氧质量分数 |
2.3 分析与讨论 |
2.3.1 转炉钢液中夹杂物来源 |
2.3.2 Al_2O_3夹杂物的形成 |
2.3.3 脱氧过程夹杂物的转变 |
2.4 轴承钢工业生产中铝脱氧过程探讨 |
2.5 本章小结 |
第3章 耐火材料与钢包釉对夹杂物的影响 |
3.1 实验 |
3.1.1 实验原料 |
3.1.2 实验过程 |
3.1.3 分析方法 |
3.2 实验结果 |
3.2.1 钢液化学成分 |
3.2.2 夹杂物种类 |
3.2.3 耐火材料变化 |
3.3 分析与讨论 |
3.3.1 耐火材料对夹杂物的影响 |
3.3.2 钢包釉对夹杂物转变的影响 |
3.4 实验结果与生产实际联系 |
3.4.1 夹杂物的形成 |
3.4.2 轴承钢精炼过程Al_20_3夹杂物的转变 |
3.4.3 铝酸钙夹杂物来源 |
3.5 本章小结 |
第4章 钢包使用制度对轴承钢洁净度的影响 |
4.1 实验 |
4.1.1 实验原料 |
4.1.2 实验过程 |
4.1.3 分析方法 |
4.2 实验结果 |
4.2.1 钢液化学成分与全氧质量分数 |
4.2.2 夹杂物种类 |
4.2.3 钢包釉 |
4.3 分析与讨论 |
4.3.1 钢包釉对钢液洁净度的影响 |
4.3.2 钢包釉对钢液夹杂物的影响 |
4.3.3 钢包釉中MgO与尖晶石相的析出 |
4.3.4 钢包釉对耐火材料的侵蚀 |
4.4 实验结果对钢包周转与夹杂物控制的启示 |
4.4.1 轴承钢钢包周转制度 |
4.4.2 轴承钢夹杂物控制措施 |
4.5 本章小结 |
第5章 工业冶炼过程夹杂物来源与控制 |
5.1 冶炼过程夹杂物来源 |
5.1.1 工业实验 |
5.1.2 实验结果与分析 |
5.2 转炉冶炼对控氮的影响 |
5.2.1 工业实验 |
5.2.2 实验结果与分析 |
5.3 铝酸钙夹杂物控制 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间的研究成果 |
作者简介 |
(10)MA-CA2-CA6复相耐火材料烧结行为及其性能(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究目的及意义 |
1.3 主要研究内容 |
1.3.1 MA-CA_2-CA_6复相耐火材料烧结行为 |
1.3.2 抑制CA_6相异常长大对MA-CA_2-CA_6复相耐火材料烧结行为及力学性能的影响 |
1.3.3 促进MA相优先长大对MA-CA_2-CA_6复相耐火材料烧结行为及力学性能的影响 |
1.3.4 协同促进对MA-CA_2-CA6复相耐火材料烧结行为及力学性能的影响 |
1.3.5 MA-CA_2-CA_6复相耐火材料的抗渣侵蚀性能 |
第2章 文献综述 |
2.1 轻量化耐火材料研究现状 |
2.1.1 高气孔率轻质耐火材料 |
2.1.2 致密轻量化耐火材料 |
2.2 Al_2O_3-MgO-CaO相关体系耐火材料烧结,性能、应用的研究现状 |
2.2.1 Al_2O_3-MgO-CaO系耐火材料的晶相组成 |
2.2.2 Al_2O_3-MgO系耐火材料 |
2.2.3 MgO-CaO系耐火材料 |
2.2.4 Al_2O_3-CaO系耐火材料 |
2.2.5 Al_2O_3-MgO-CaO系耐火材料 |
2.3 本章小结 |
第3章 La_2O_3添加对MA-CA_2-CA_6复相耐火材料烧结行为及力学性能的影响 |
3.1 原料准备与实验过程 |
3.2 表征与测试 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 物相分析 |
3.3.2 烧结致密化 |
3.3.3 显微结构 |
3.3.4 常温抗压强度 |
3.3.5 常温抗弯强度和断裂韧性 |
3.3.6 抗热震性 |
3.3.7 La_2O_3添加作用机理 |
3.4 本章小结 |
第4章 MnO添加对MA-CA_2-CA_6复相耐火材料烧结行为及力学性能的影响 |
4.1 原料准备与实验过程 |
4.2 表征与测试 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 物相分析 |
4.3.2 烧结致密化 |
4.3.3 显微结构 |
4.3.4 常温抗压强度 |
4.3.5 常温抗弯强度和断裂韧性 |
4.3.6 抗热震性 |
4.3.7 MnO添加作用机理 |
4.4 本章小结 |
第5章 Y_2O_3添加对MA-CA_2-CA_6复相耐火材料烧结行为及力学性能的影响 |
5.1 原料准备与实验过程 |
5.2 表征与测试 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 物相分析 |
5.3.2 烧结致密化 |
5.3.3 显微结构 |
5.3.4 常温抗压强度 |
5.3.5 常温抗弯强度和断裂韧性 |
5.3.6 抗热震性 |
5.3.7 Y_2O_3添加作用机理 |
5.4 本章小结 |
第6章 MA-CA_2-CA_6复相耐火材料的抗渣侵蚀性能及其应用 |
6.1 MA-CA_2-CA_6复相耐火材料的抗渣侵蚀性能 |
6.1.1 实验过程 |
6.1.2 结果与讨论 |
6.2 MA-CA_2-CA_6复相耐火骨料在铝镁碳钢包砖中的应用 |
6.2.1 实验过程 |
6.2.2 结果与讨论 |
6.3 本章小结 |
第7章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术成果 |
四、钢铁工业与耐火材料(论文参考文献)
- [1]我国耐火材料工业的发展历程、取得的进步和低碳转型新发展——纪念钟香崇院士诞辰100周年[J]. 李庭寿,王泽田. 耐火材料, 2021(05)
- [2]低品位复合矿直接还原-熔分工艺实验及能耗研究[D]. 顾静. 北京科技大学, 2021(08)
- [3]铁水脱硫搅拌器用碳纤维增强莫来石浇注料结构与性能研究[D]. 欧阳思. 武汉科技大学, 2021(01)
- [4]MgO基过滤用耐火材料与钢中夹杂物的作用机理研究[D]. 闫学强. 武汉科技大学, 2020(01)
- [5]新时代中国耐火材料行业发展新趋势[J]. 曾大凡. 耐火材料, 2019(05)
- [6]可水合氧化铝的水化脱水机制及其结合Al2O3-MgO浇注料性能[D]. 徐娜娜. 武汉科技大学, 2019(08)
- [7]耐火材料与钢液相互作用的研究进展[J]. 黄奥,王雅杰,邹永顺,付绿平,顾华志,李光强. 中国材料进展, 2019(08)
- [8]中高锰钢精炼过程钢-渣-耐火材料相互作用行为研究[D]. 孔令种. 东北大学, 2018(01)
- [9]轴承钢冶炼过程夹杂物来源与转变机理研究[D]. 迟云广. 东北大学, 2018
- [10]MA-CA2-CA6复相耐火材料烧结行为及其性能[D]. 尹雪亮. 东北大学, 2018(01)