钛铁渣、钒铁渣和还原铝铬渣的基本性能及回收循环利用的研究

发布时间：2017-08-17 15:25

  本文关键词：钛铁渣、钒铁渣和还原铝铬渣的基本性能及回收循环利用的研究

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【摘要】：炉渣作为工业生产中的固体废物,具有产量大、组成复杂、性质多变、危害环境等特征,对其妥善安置和处理一直是科研工作者的研究重点。而随着高炉大型化、长寿化的发展,对洁净钢的要求越来越高,对高性能耐火材料的需求量增加。当前优质耐火原材料的产量逐年下降,价格不断攀升,寻求性能相当、价格低廉、来源广泛的替代品迫在眉睫。因此,本文旨在对钛铁渣、钒铁渣和还原铝铬渣的性能进行深入研究,根据渣的特性以期取代相应的耐火原料,实现资源的二次利用,且缓解耐火原料紧缺的局势。实验首先对三种渣的基本性能进行了研究,之后对其在高炉出铁沟浇注料中的使用情况进行了分析,最后研制出了转炉出铜沟用新型浇注料,研究工作如下:(1)通过对三种渣各项性能的研究,得出以下结论:钛铁渣中主要物相为铝酸钙、金红石和刚玉;钒铁渣中主要物相为铝酸钙和富铝尖晶石;还原铝铬渣主要物相为刚玉相;三种渣氧化铝含量高,体积密度和颗粒强度大,吸水率、导热系数相对较低,耐火度高,抗渣侵蚀性好,完全可以作为耐火原料使用。(2)分别将三种渣以颗粒形式引入到高炉出铁沟Al2O3-SiC-C浇注料后,研究了粒度和加入量对试样性能的影响,结果表明:a、随着钛铁渣加入量的增加,浇注料的流动性变好,气孔率降低,体积密度升高,抗折强度和耐压强度变化不大,对高温抗折强度和热震稳定性的影响不大,抗侵蚀性能良好;加入量为12wt%时性能最佳,粒度对试样的影响不大;b、随着钒铁渣的加入,浇注料的气孔率降低、体积密度升高,常温抗折强度、耐压强度、高温抗折和热震稳定性均有下降;加入钒铁渣的粒度越小,试样的性能越差,粒度为8~5mm和5~3mm时最佳加入量分别为16wt%和8wt%。c、还原铝铬渣加入粒度为3~1mm时,浇注料的显气孔率变化较小,体积密度、常温强度和高温抗折强度略有升高,线变化率变化不大,对热震稳定性影响不大,抗渣侵蚀和渗透能力较好;加入粒度为1~0mm时,浇注料的显气孔率和高温抗折强度降低,线变化率影响较小,体积密度和抗折强度增大,耐压强度基本无变化,热震稳定性略微下降,抗渣侵蚀和渗透较好;复合粒度引入时,浇注料的体积密度和抗折强度升高,线变化率、体积密度、耐压强度及对浇注料中的物相影响不大。(3)以钛铁渣和还原铝铬渣为主要原料,通过对颗粒级配、体积稳定性和分散剂的研究,研制出了一种新型转炉出铜沟用耐火浇注料。
【关键词】：钛铁渣 钒铁渣 还原铝铬渣 性能研究 循环利用
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ175.732;X705
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 文献综述11-25
• 1.1 合金钢及其发展概述11-12
• 1.2 铁合金的制备方法12-15
• 1.2.1 钛铁合金的制备13-14
• 1.2.2 钒铁合金的制备14-15
• 1.3 金属铬的制备15-16
• 1.4 钛铁渣、钒铁渣和铝铬渣16-22
• 1.4.1 国内钛铁渣、钒铁渣和铝铬渣的化学成分17-18
• 1.4.2 钛铁渣、钒铁渣和铝铬渣对环境的危害18-19
• 1.4.3 钛铁渣、钒铁渣和铝铬渣的利用现状19-22
• 1.5 研究背景——高铝质耐火原料的现状22-23
• 1.6 本课题的研究意义和内容23-25
• 1.6.1 研究意义23
• 1.6.2 研究内容23-25
• 第2章 实验内容与研究方案25-31
• 2.1 实验内容25
• 2.2 实验原料及仪器25-26
• 2.2.1 实验原料25-26
• 2.2.2 实验仪器26
• 2.3 实验方法26-31
• 2.3.1 钛铁渣、钒铁渣和还原铝铬渣的性能研究26-28
• 2.3.2 钛铁渣、钒铁渣和还原铝铬渣在Al_2O_3-SiC-C浇注料中的应用28-31
• 第3章 钛铁渣、钒铁渣和还原铝铬渣的性能研究31-47
• 3.1 试验31
• 3.2 结果与讨论31-45
• 3.2.1 基本性质31-32
• 3.2.2 致密度32-33
• 3.2.3 物相分析33-37
• 3.2.4 力学性能37
• 3.2.5 热学性能37-38
• 3.2.6 抗渣侵蚀性38-45
• 3.3 小结45-47
• 第4章 钛铁渣和钒铁渣在大型高炉铁沟料中的应用47-63
• 4.1 试验47-48
• 4.1.1 原料及方案47-48
• 4.1.2 试样制备及性能检测48
• 4.2 结果与讨论48-62
• 4.2.1 钛铁渣对Al_2O_3-SiC-C浇注料性能的影响48-56
• 4.2.2 钒铁渣的加入对Al_2O_3-SiC-C浇注料性能的影响56-62
• 4.3 小结62-63
• 第5章 还原铝铬渣的粒度及加入量对高炉铁沟料性能的影响63-79
• 5.1 试验63-64
• 5.1.1 原料63
• 5.1.2 试验方案63-64
• 5.1.3 性能检测64
• 5.2 结果与讨论64-78
• 5.2.1 还原铝铬渣(3~1mm)加入量对Al_2O_3-SiC-C浇注料性能的影响64-67
• 5.2.2 还原铝铬渣(1~0mm)加入量对Al_2O_3-SiC-C浇注料性能的影响67-70
• 5.2.3 复合粒度还原铝铬渣加入对Al_2O_3-SiC-C浇注料性能的影响70-74
• 5.2.4 还原铝铬渣加入后对试样抗渣侵蚀性能的分析74-78
• 5.3 小结78-79
• 第6章 钛铁渣在出铜沟耐火材料中的应用79-92
• 6.1 铜沟料的结构优化79-81
• 6.1.1 原料及方案79-80
• 6.1.2 性能检测80-81
• 6.1.3 结果与讨论81
• 6.2 蓝晶石的加入量对出铜沟浇注料性能的影响81-87
• 6.2.1 试验方案82-83
• 6.2.2 结果与讨论83-86
• 6.2.3 性能对比86-87
• 6.3 减水剂对出铜沟浇注料性能的影响87-91
• 6.3.1 试验方案87-88
• 6.3.2 结果与讨论88-91
• 6.4 小结91-92
• 第7章 全文总结92-93
• 论文创新点93-94
• 致谢94-95
• 参考文献95-100
• 附录1 攻读硕士学位期间发表的论文100-101
• 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目101

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本文编号：689735