六铝酸钙的合成及其与熔渣的作用机理研究

发布时间：2020-04-10 18:38

【摘要】：六铝酸钙(CA_6)材料具有耐火度高、导热系数低、在含铁熔渣中溶解度低的特点,使其可以使用在包括钢包包壁在内的与钢液直接接触的部位上。随着钢铁行业冶炼要求的提高,洁净钢的生产变得更加重要,因此对低碳和无碳耐火材料的研究变得格外重要。CA_6质耐火材料对熔融有色金属和熔渣(特别是金属铝)有极低的润湿度,高抗碱侵蚀性,适用于水泥窑和炼铝工业当中。因此有必要对CA_6的性能及对熔渣的抗侵蚀机理进行研究,这对提高钢包寿命、开发新型无碳耐火材料、降低生产成本有重要意义。本文以碳酸钙和活性氧化铝为原料合成CA_6,研究不同添加剂对其性能的影响;采用静态坩埚法研究CA_6及不同镁质耐火材料的抗熔渣侵蚀性。利用XRD和SEM等检测方法,分析研究CA_6的合成及其与熔渣的作用机理。结果表明:随着TiO_2添加量的增加,能够明显促进CA_6的烧结,显气孔率逐渐降低,常温耐压强度逐渐增大,加入Y_2O_3后生成了铝酸钇(Al_5Y_3O_(12))高熔点相,附着在CA_6片状结构表面,加ZrO_2后并没有参与反应而是单独存在气孔中,后两者对试样的常温物理性能均没有影响;加入不同添加剂的CA_6与熔渣混合后,加入TiO_2的对熔渣粘度影响最小,不加添加剂的CA_6提高熔渣粘度最大;在对比坩埚制品的抗侵蚀性条件下,加入TiO_2添加剂的CA_6制品抗熔渣渗透性最差,不加入添加剂的CA_6制品对熔渣的抗侵蚀性最好;CA_6制品及其他镁质材料分别与熔渣混合后,CA_6能够显著提高熔渣粘度,在静态坩埚实验下,CA_6制品的抗渣侵蚀性最好,镁砖和镁铁砖的抗渣侵蚀性良好,而镁铝砖的抗渣侵蚀性最差。
【图文】：

示意图,内衬结构,钢包,铝镁碳砖

随着合成镁铝尖晶石原料的开发应用以及含碳耐火材料和无水泥浇注料的使用，新一代的铝镁碳系耐火材料已经成功应用在许多钢包耐火材料上[18]，这些新型耐侵蚀材料的应用使我国钢包的寿命明显提高。1.1.3 钢包结构最初钢包设计的内衬结构如图 1.1，但是由于包壁工作层中下渣线的镁碳砖与铝镁碳砖的侵蚀程度不同，钢包在使用一段时间后，会出现镁碳砖的残衬较厚，与铝镁碳砖形成台阶。浇注钢液时，随着液面下降，炉渣由于受到阻力作用而挂在台阶表面，进而铝镁碳砖被加速侵蚀，破坏抗包衬蚀损均衡性。因此需要对钢包的结构进行调整，图 1.2 为改进后钢包内衬示意图。针对钢包在工作中出现的问题，提高生产工艺、强化原料基质、加强生产管理等一系列措施，使得钢包的内衬寿命得到提高。表 1.2 为钢包内衬砖改进前后的理化指标。

示意图,钢包内衬,示意图,钢包

随着合成镁铝尖晶石原料的开发应用以及含碳耐火材料和无水泥浇注料的使用，新一代的铝镁碳系耐火材料已经成功应用在许多钢包耐火材料上[18]，这些新型耐侵蚀材料的应用使我国钢包的寿命明显提高。1.1.3 钢包结构最初钢包设计的内衬结构如图 1.1，，但是由于包壁工作层中下渣线的镁碳砖与铝镁碳砖的侵蚀程度不同，钢包在使用一段时间后，会出现镁碳砖的残衬较厚，与铝镁碳砖形成台阶。浇注钢液时，随着液面下降，炉渣由于受到阻力作用而挂在台阶表面，进而铝镁碳砖被加速侵蚀，破坏抗包衬蚀损均衡性。因此需要对钢包的结构进行调整，图 1.2 为改进后钢包内衬示意图。针对钢包在工作中出现的问题，提高生产工艺、强化原料基质、加强生产管理等一系列措施，使得钢包的内衬寿命得到提高。表 1.2 为钢包内衬砖改进前后的理化指标。
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ175.1;TF341

【参考文献】