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工业窑炉中几种炉衬耐火材料结构的传热分析

以1250 ℃轧钢加热炉和1600 ℃隧道窑2种典型的连续热工窑炉为例,通过对不同炉衬耐火材料结构组合的综合传热系数、热流密度和炉墙温度场的传热学计算,结合耐火纤维、耐火浇注料、轻质耐火砖、Al_3O_2空心球砖及镁砖等炉衬材料的几种炉衬结构的传热分析,给出了相应窑衬结构的热导率改变对热流密度和炉墙外壁温度的影响,表明采用轻质绝热耐火材料和耐火纤维的复合窑衬结构其炉墙热流密度大大降低.计算结果显示体现工业窑炉炉衬耐火节能一体化优势的窑衬结构为:1250 ℃轧钢加热炉采用105 mm纤维板+230 mm JM23绝热保温砖+115 mm轻质莫来石耐火砖的窑衬结构;1600 ℃隧道窑采用110 mm纤维板+115 mm JM23绝热保温砖+115 mm轻质莫来石耐火砖+160 mm Al_3O_2空心球砖的窑衬结构.

关键词: 工业窑炉 , 耐火材料 , 炉衬结构 , 传热分析 , 节能

浅谈无磷助洗剂δ-层状结晶二硅酸钠的性能

顾静 , 殷文 , 张或鹏 , 辛生业

材料导报

δ-层状结晶二硅酸钠以其优良的助洗性能被称为新一代无磷助洗荆.介绍了δ-层硅的结构特点及其助洗机理,详细阐述了其优良的助洗性能和特点,探讨了δ-层硅的溶解性、储存稳定性以及是否存在硅酸盐沉淀等模糊概念,认为δ-层硅助洗剂作为一种产品和商品已经具备了大力发展的条件.

关键词: 无磷洗涤助剂 , δ层状结晶二硅酸纳 , 性能

熔分钛渣喷煤还原试验

张峰 , 刘开琪 , 王寿增 , 齐照东 , 顾静

钢铁钒钛 doi:10.7513/j.issn.1004-7638.2014.01.002

为解决短流程钛渣提纯过程钛渣品位达不到要求的问题,在实验室条件下模拟熔分电炉熔化钛渣,向熔融态的钛渣中喷入煤粉以提高钛渣的品位,研究了喷煤量和喷煤反应时间对熔融钛渣品位的影响.结果表明,随着喷煤量的增加,钛渣二氧化钛品位提高;而随着喷煤时间增加,钛渣二氧化钛的品位先提高后降低.向温度1 600℃的50 kg熔融钛渣中喷入7 kg煤粉,持续喷吹20 min,再反应20 min后,钛渣二氧化钛品位从70％上升到了82％.这一结果将为短流程钛渣提纯提供一个新的途径.

关键词: 钛渣 , 喷煤 , 二氧化钛 , 直接还原

Yb和Si对Al-Zr合金析出行为的影响及作用机制

田园 , 顾静 , 高海燕 , 王俊 , 孙宝德

上海金属

采用显微硬度、电导率测试、扫描电镜及三维原子探针等测试手段研究了Al-Zr-Yb、Al-Zr-Si和Al-Zr-Si-Yb合金的时效析出行为以及Yb和Si的作用机制.结果表明,同时添加Yb和Si能明显提高Al-Zr合金的析出强化性能,两者均可加速Al-Zr合金时效析出,但作用机制不同.时效初期Yb在α-Al中优先扩散,形成Al3Yb作为Zr析出的异质核心,加速Zr的析出,形成核壳结构的复合析出相Al3(Zr1-xYbx).Si可以提高Zr在Al基体中的扩散速率,因此添加Si后合金中Al3Zr的时效析出孕育期缩短,析出相长大速率增大,但同时合金抗粗化能力下降.此外,Si的加入大大降低了Yb在Al基体中的固溶度.因此尽管Yb仍然倾向于偏聚在析出相中心,但原子分数仅约1％,Zr在析出相中几乎均匀分布,Si在基体/析出相界面处略有偏聚,析出相(Al,Si)3(Zr1-xYbx)总体上不呈现核壳结构.

关键词: Al-Zr-Si-Yb合金 , 时效强化 , 析出相 , 三维原子探针

Al-Zr-Y合金的时效析出机制和性能

顾静 , 田园 , 高海燕 , 王俊 , 孙宝德

中国有色金属学报

采用透射电镜、扫描电镜、三维原子探针等手段研究A1-Zr-Y合金的时效析出行为及Y含量对合金性能的影响规律.结果表明:Al-Zr-Y合金时效初期首先析出Al3Y相,可能成为A13Zr时效析出的异质核心;长时间时效后,Y有向析出相和基体界面处偏聚的倾向,最终形成无核壳结构的A13(Zr,Y)复合析出相;在三元Al-Zr-Y合金中,由于Zr的存在,Y在α(Al)中的平衡固溶度大幅度下降,600℃下的平衡固溶度从0.13％(质量分数)降至0.03％.Y含量较高的Al-0.30Zr-0.08Y在凝固及冷却过程中,过饱和的Y转变为沿晶界分布的Al3Y共晶和晶内一次析出微米级Al3Y颗粒,使铝基体中的有效Y含量较A1-0.30Zr-0.03Y中的降低4倍.Al-0.30Zr-0.03Y合金在时效过程中表现出更高的形核密度、更小的析出相尺寸和更优的抗粗化能力,合金的抗再结晶温度达到500℃,比Al-0.3Zr和A1-0.30Zr-0.08Y合金的抗再结晶温度分别高出125和75℃.

关键词: Al3(Zr,Y) , 析出机制 , 形核密度 , 抗粗化 , 抗再结晶

钛渣熔分电炉炉衬结构设计探讨

顾静 , 王寿增 , 夏德宏

钢铁 doi:10.7513/j.issn.1004-7638.2015.04.004

对比分析传统保温式炉衬和新型强化散热冷凝式炉衬的结构特点,提出采用冷凝式炉衬能够有效解决钛渣熔分电炉炉衬使用寿命的问题.计算了钛渣熔分电炉采用冷凝式炉衬炉墙的温度梯度以及热流密度,以25 500 kVA钛渣熔分电炉为例,相比保温式炉衬的维修费及停炉损失,冷凝式炉衬增加的2.4％散热损失可以接受.给出一种冷凝渣壳层最小厚度的确定方法,计算得出镁砖材质冷凝式炉衬厚度为600mm时,钛渣渣壳层厚度最小为109 mm.

关键词: 钛渣 , 熔分电炉 , 矿热电炉 , 保温炉衬 , 冷凝炉衬