WYKORZYSTANIE ŻUŻLA ALUMINIOWO-CHROMOWEGO DO PRODUKCJI KORUNDOWYCH CEGŁEK CHROMOWO-CYRKONOWYCH DLA HUTA METALI NIEŻELAZNYCH

Materiały ogniotrwałe do pieców do metali nieżelaznych działają w trudnych warunkach, takich jak piece dymiące do wytapiania ołowiu, cynku i cyny oraz materiały ogniotrwałe do pieców z bocznym nadmuchem. Piece te wymagają materiałów ogniotrwałych o wytrzymałości na ściskanie w wysokiej temperaturze pokojowej, odporności na erozję, odporności na redukcję i odporności na szok termiczny. Nie są one dostępne w oryginalnych materiałach ogniotrwałych magnezjowo-chromowych. Cegła aluminiowo-chromowa ma zalety dobrej wydajności w wysokich temperaturach, dużej odporności na erozję, odporność na korozję itp. I jest stosowana głównie w linii żużla pieca w przemyśle metalurgicznym metali nieżelaznych. Jednak istniejące zwykłe materiały ogniotrwałe z żużla chromowego mają problemy ze słabą odpornością na reakcję redukcji i szok termiczny, co nie może sprostać wymaganiom tych pieców.
Żużel chromowo-aluminiowy jest produktem ubocznym powstającym podczas wytapiania chromu metalicznego. Jego główną fazą jest stały roztwór -Al2O3 i Cr2O3. Całkowita ilość Al2O3 i Cr2O3 w składzie chemicznym jest na ogół większa lub równa 90 procent (w), co jest doskonałym materiałem ogniotrwałym. Żużel chromowo-aluminiowy można przetwarzać na cegły z żużlu chromowego i stosować w okładzinach roboczych pieców do obróbki metali nieżelaznych. Jednak zawartość zanieczyszczeń Na2O, Fe2O3, SiO2 i metalicznego Cr w żużlu aluminiowo-chromowym jest stosunkowo wysoka i niestabilna, co wpływa na jego efekt użytkowy.
W niniejszej pracy jako surowce wykorzystano żużel aluminiowo-chromowy, tlenek glinu i rudę niskochromową, a eksperyment resyntezy materiału aluminiowo-chromowego przeprowadzono metodą elektrycznego topienia. Następnie przygotowano cegły korundowo-chromowo-cyrkonowe poprzez zmieszanie stopionych materiałów aluminiowych i chromowych z topionym mulitem cyrkonowym, skupiając się na wpływie ilości topionego mulitu cyrkonowego na odporność na szok termiczny cegieł korundowo-chromowo-cyrkonowych.
1 Test syntezy stopionego materiału chromowo-aluminiowego
1.1 Surowce
Surowcami są żużel chromowo-aluminiowy, sproszkowany tlenek glinu i ruda o niskiej zawartości chromu o wielkości cząstek mniejszej lub równej 1 mm. Głównymi fazami żużla aluminiowo-chromowego są korund chromowy, -Al2O3 i metaliczny Cr. Skład chemiczny żużla aluminiowo-chromowego i rudy niskochromowej różni się nieznacznie w zależności od zastosowanego pieca elektrycznego łupinowego 300 kVA i pieca elektrycznego zsypowego 6 300 kVA.
1.2 Metody badań i wyniki
1.2.1 Próba topienia elektrycznego elektrycznego pieca łupinowego 300 k VA
Wykorzystując jako surowce żużel chromowo-aluminiowy, sproszkowany tlenek glinu i rudę o niskiej zawartości chromu, zaprojektowano trzy współczynniki testowe. Wymieszaj składniki zgodnie z proporcją testową i wymieszaj równomiernie. Weź około 1 000 kg mieszanki, włóż ją do pieca elektrycznego o mocy 300 000 VA i wytop w temperaturze 1 900-2 100 stopni. W celu ulotnienia Na2O i innych zanieczyszczeń podczas procesu wytapiania projektuje się różne czasy wytapiania i rafinacji. W sumie przetestowano 3 piece, które chłodzono naturalnym chłodzeniem z piecem. Obserwując wygląd fryty stwierdza się, że górna i dolna część są gęste, a rdzeń żużlowy ma kształt plastra miodu. Każda próbka zawiera niewielką ilość metalicznego Cr. Biorąc pod uwagę kompleksowo koszt produkcji i wydajność produktu, ustalono, że stosunek surowców w teście masy wynosi 3#, czas wytapiania wynosi 8 godzin, a czas rafinacji jest większy lub równy 40 minut.
1,2.2 6 300 k VA próba topienia elektrycznego pieca elektrycznego zrzutowego
Ze względu na ograniczoną temperaturę wytapiania eksperymentalnego pieca elektrycznego na małą skalę, mały korpus pieca i krótki czas przetrzymywania, materiał rdzenia żużla o strukturze plastra miodu w środkowej części elektrycznego materiału do topienia jest większy. Dlatego w piecu elektrycznym zrzutowym 6 300 k VA w temperaturze 2 100 ~ 2 200 stopnia przeprowadzono test syntezy elektrooporowej dużej partii surowców. Żużel chromowo-aluminiowy, proszek tlenku glinu i ruda o niskiej zawartości chromu w tabeli 4 są stosowane jako surowce, a te trzy są dozowane zgodnie ze stosunkiem masowym 12:3:5, a wspólny materiał to 18 ton. Czas topienia wynosi 8 godzin, a czas rafinacji jest większy lub równy 40 minut. Wlej elektrotopiony materiał do worka odbiorczego i rozpakuj go po naturalnym schłodzeniu przez 72 godziny. Podczas rozbijania i selekcji stwierdzono, że materiał na części górnej, dolnej i wokół elektrody jest stosunkowo gęsty, twardy i równomiernie stopiony; materiał w środkowej części ma duże pory, ale tekstura jest twarda; na dnie znajduje się niewielka ilość osadu żelazochromu zawierającego węgiel.
Analiza chemiczna stopionego aluminium i chromu opiera się na składzie chemicznym surowców i stosunku testowym. Do {{0}},28 procent (w), co wskazuje, że około 80 procent Na2O ulotniło się podczas procesu wytapiania; zawartość Fe2O3 spadła z 6,3% (wag.) podczas dozowania do 0,27% (wag.) po wytopie; zawartość metalicznego Cr zmieniła się od porcjowania. 2,48 procent (w) wytapiania zmniejsza się do 0,64 procent (w) po wytapianiu. Z wyjątkiem części mniejszego metalu Cr utlenionego do Cr2O3, reszta tworzy żelazochrom z Fe2O3 i osadza się na dnie opakowania odbiorczego. Zawartość metalicznego Cr jest zmniejszona, co pozwala skutecznie uniknąć rozszerzania się i luzu strukturalnego spowodowanego utlenianiem metalicznego Cr podczas użytkowania materiału kompozytowego. Można zauważyć, że synteza elektrooporowa może skutecznie usunąć zanieczyszczenia Na2O, Fe2O3 i Cr w surowcach z żużla chromowo-aluminiowego i uzyskać kompozytowy materiał chromowo-aluminiowy o niższej zawartości Na2O i Fe2O3, poprawiając w ten sposób wydajność wysokotemperaturową przygotowany przez nią materiał ogniotrwały.
2 Próba przygotowania cegieł korundowo-chromowo-cyrkonowych z wtopionymi materiałami aluminiowo-chromowymi
2.1 Surowce i przygotowanie próbek
Materiały testowe obejmują cząstki stopionego aluminium i chromu (wielkość cząstek {{0}}, 3-1, mniejszy lub równy 1 mm) oraz drobny proszek (mniejszy lub równy 0,088 mm) zsyntetyzowany za pomocą powyższego testu w piecu zrzutowym, oraz stopione cząstki mulitu cyrkonowego (wielkość cząstek 3- 1 mm), proszek aktywnego -Al2O3 i kwas fosforowy.
Wymieszaj składniki zgodnie z proporcją testową i umieść je na dłużej niż 48 godzin po zmieszaniu. 630-tonową elektryczną prasą śrubową uformowano cegły o wymiarach 230 mm × 114 mm × 65 mm, suszono w 80-100 stopniach przez 24 godziny i wypalano w piecu wahadłowym o pojemności 45 m3 w temperaturze 1550 stopni przez 22 godziny.
2.2 Testy wydajności i wyniki
Zbadać gęstość nasypową, pozorną porowatość, wytrzymałość na ściskanie w temperaturze pokojowej i temperaturę początkową mięknienia wsadu (obciążenie 0,2 MPa) próbki zgodnie z konwencjonalnymi normami. Do badania odporności na szok termiczny zastosowano metodę chłodzoną powietrzem. Wielkość próbki wynosiła 114 mm x 40 mm x 40 mm, a temperatura szoku termicznego wynosiła 950 stopni (zachowanie ciepła 30 min). Z wyjątkiem temperatury mięknięcia wsadu, każdy element jest testowany dwukrotnie równolegle. Każda próbka ma bardzo niewielką różnicę w gęstości nasypowej, pozornej porowatości, wytrzymałości na ściskanie w normalnej temperaturze i temperaturze początkowej mięknięcia obciążenia, ale odporność na szok termiczny jest zupełnie inna: test z dodanym stopionym mulitem cyrkonowym w ilości 10 procent (w) Liczba szoków termicznych próbki CZA-1 wynosi 56 i 51, a liczba szoków termicznych próbki CZA-2 z dodatkiem 5 procent (w) topionego mulitu cyrkonowego wynosi 13 i 17, bez dodatku z topionego mulitu cyrkonowego. Liczba szoków termicznych próbki CZA-3 z Laishi wynosi tylko 4 i 5. Można zauważyć, że gdy dodatek topionego mulitu cyrkonowego wynosi 10 procent (w), odporność na szok termiczny chłodzony powietrzem wynosi znacznie lepsze niż w przypadku topionego mulitu cyrkonowego z 5% (w) i bez dodatku.
3 Wniosek
(1) Wykorzystując żużel chromowo-aluminiowy, proszek tlenku glinu i rudę o niskiej zawartości chromu jako surowce, mieszając w stosunku masowym 12:3:5, wytapiając w piecu zrzutowym w temperaturze 2 000-2 200 stopni przez 8 godzin, otrzymano stopiony aluminium chrom materiał Struktura jest zwarta, a zawartość zanieczyszczeń Na2O, Fe2O3, Si O2 i metalicznego Cr jest znacznie zmniejszona.
(2) Używając stopionych aluminiowych granulek chromu i drobnego proszku jako głównych surowców, dodając 10 procent stopionych granulek mulitu cyrkonowego (3 ~ 1 mm), odporność na szok termiczny przygotowanych chromowo-cyrkonowych cegieł korundowych (950 stopni, chłodzenie powietrzem) w górę do 56 razy, dobra odporność na szok termiczny.