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为什么镍铁合金炉炉衬耐火材料要选择镁铬材质的?

镍铁合金精炼转炉与炼铜转炉在结构、风口安排、吹炼、冶炼温度、炉渣成分上相似。炼镍转炉的内衬也存在类似于炼铜转炉所遇到的问题,多方面因素造成了耐火材料的损毁。而风口区的耐火材料寿命仅为其他部位的三分之一。此部位耐火材料受到的侵蚀多为机械冲击和炉渣渗透侵蚀。因此我们针对这些特点研究合适的耐火材料在镁砂中加入铬微粉制成镁铬质耐火材料来抵抗炉渣侵蚀,从而来延长镍合金炉料的使用寿命。

1.1

原料

以中档烧结镁砂为骨料,同时加入中档烧结镁砂、Cr2O3,二氧化硅微粉,再加上不同比例的碳化硅骨料,以CA-50水泥为结合剂,以三聚磷酸钠为减水剂。

主要原料化学组成和试样配比如表1、表2所示。


1.2

试样制备和检测

将骨料、粉料、结合剂及减水剂依次按配方准确称量,将配好的骨料倒入搅拌机中干混均匀,再加入粉料、结合剂和减水剂再干混60秒,加矢量水温混120秒,出料,将混合均匀的温料迅速浇注到模具中,振动过程中酌量加料,直到有气泡冒出,泛浆出现即可,将成型好的试样自然养护24小时后脱模,脱模后的试样再常温养护24小时,将养护好的试样放置到干燥箱中经110℃*24小时干燥,然后在高温电炉中进行烧成,烧成温度为1500℃,保温时间为3小时。

1.3

性能测试

采用排水法测干燥及烧后试样的体积密度和显气孔率,用WHY-600微机控制全自动液压压力试验机进行耐压强度检测,用DKZ-6000型水泥电动抗折试验机进行抗 折强度检测,用静态坩埚法测试其抗渣性能。

图片2 结果与讨论

对每个试样分别进行常温和高温加热试验,得出下表数据。


由表3和4发现,方案一中的第二配方整体性能比较稳定,第二种配方高温加热前后的体密、抗折强度、抗压强度、显气孔率和烧成变化率等数值,在高温加热前后并没有太大的变化波动。

2.1永久线变化率

镁铬质耐火材料由于铬绿粉的增加,材料的永久线变化先减小后增加,配方1的铬绿微粉加入量为4%时的永久线变化率最小。

2.2 体积密度的分析

烧成以后的镁铬质耐火材料的体积密度变大,因为在烧成过程中产生了液相,使这些液相填充到空隙中,实验发现第三种配方的镁铬质耐火材料体积密度最大。

2.3 显气孔率

镁铬质耐火材料经1500℃*3 h和高铝质耐火材料经1350℃*3h高温加热后,明显看出,烧成后的耐火材料显气孔率明显比烘干后的显气孔率大。

2.4 常温抗折强度

镁铬质耐火材料经1500℃*3 h和高铝质耐火材料经1350℃*3h高温加热后,镁铬质耐火材料的强度下降,结构变的疏松,抗折强度减小。配方三中的铬绿粉加入量为8%时,抗折强度最大。

2.5 坩埚法实验抗渣侵蚀性

先将140g的镍铁合金炉渣分别装入到已经烘干的镁铬质渣罐和高铝质渣罐中,然后,镁铬质渣罐进行1500℃*3h的热处理。最后发现,镁铬质渣罐底部被侵蚀的厚度为10mm,铬在1500℃时发生氧化,在酸性及半酸性气氛中生成,这时候利于在熔渣侵蚀时增加熔渣的粘度,抑制熔渣向砖内继续侵蚀,同时在反应带的致密层和内部疏松层之间形成一层有缓冲作用的过渡层,有利于改善镁铬砖的抗熔渣侵蚀,减少镁铬砖的结构剥落蚀损。

3 结论

1)随着CA-50水泥加入量的增加和二氧化硅微粉加入量的减小 ,高铝质耐火材料的抗 折和抗压强度随之升高,当CA-50水泥加入量为4%、二氧化硅微粉加入量为8%时,高铝质耐火材料的抗渣性能比较好。

2)随着铬绿微粉加入量的增加,镁铬质耐火材料的抗折强度和抗压强度降低,当铬绿微粉的加入量为6%时,镁铬质耐火材料的抗渣性能比较好。

3)镁铬质耐火材料的抗渣侵蚀能力好,因为应选用镁铬质耐火材料做为镍铁合金炉的炉衬。


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点击次数:635  更新时间:2023-06-20  【打印此页】  【关闭