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            為什么鎳鐵合金爐爐襯耐火材料要選擇鎂鉻材質的?

            鎳鐵合金精煉轉爐與煉銅轉爐在結構、風口安排、吹煉、冶煉溫度、爐渣成分上相似。煉鎳轉爐的內襯也存在類似于煉銅轉爐所遇到的問題,多方面因素造成了耐火材料的損毀。而風口區的耐火材料壽命僅為其他部位的三分之一。此部位耐火材料受到的侵蝕多為機械沖擊和爐渣滲透侵蝕。因此我們針對這些特點研究合適的耐火材料在鎂砂中加入鉻微粉制成鎂鉻質耐火材料來抵抗爐渣侵蝕,從而來延長鎳合金爐料的使用壽命。

            1.1

            原料

            以中檔燒結鎂砂為骨料,同時加入中檔燒結鎂砂、Cr2O3,二氧化硅微粉,再加上不同比例的碳化硅骨料,以CA-50水泥為結合劑,以三聚磷酸鈉為減水劑。

            主要原料化學組成和試樣配比如表1、表2所示。


            1.2

            試樣制備和檢測

            將骨料、粉料、結合劑及減水劑依次按配方準確稱量,將配好的骨料倒入攪拌機中干混均勻,再加入粉料、結合劑和減水劑再干混60秒,加矢量水溫混120秒,出料,將混合均勻的溫料迅速澆注到模具中,振動過程中酌量加料,直到有氣泡冒出,泛漿出現即可,將成型好的試樣自然養護24小時后脫模,脫模后的試樣再常溫養護24小時,將養護好的試樣放置到干燥箱中經110℃*24小時干燥,然后在高溫電爐中進行燒成,燒成溫度為1500℃,保溫時間為3小時。

            1.3

            性能測試

            采用排水法測干燥及燒后試樣的體積密度和顯氣孔率,用WHY-600微機控制全自動液壓壓力試驗機進行耐壓強度檢測,用DKZ-6000型水泥電動抗折試驗機進行抗 折強度檢測,用靜態坩堝法測試其抗渣性能。

            圖片2 結果與討論

            對每個試樣分別進行常溫和高溫加熱試驗,得出下表數據。


            由表3和4發現,方案一中的第二配方整體性能比較穩定,第二種配方高溫加熱前后的體密、抗折強度、抗壓強度、顯氣孔率和燒成變化率等數值,在高溫加熱前后并沒有太大的變化波動。

            2.1永久線變化率

            鎂鉻質耐火材料由于鉻綠粉的增加,材料的永久線變化先減小后增加,配方1的鉻綠微粉加入量為4%時的永久線變化率最小。

            2.2 體積密度的分析

            燒成以后的鎂鉻質耐火材料的體積密度變大,因為在燒成過程中產生了液相,使這些液相填充到空隙中,實驗發現第三種配方的鎂鉻質耐火材料體積密度最大。

            2.3 顯氣孔率

            鎂鉻質耐火材料經1500℃*3 h和高鋁質耐火材料經1350℃*3h高溫加熱后,明顯看出,燒成后的耐火材料顯氣孔率明顯比烘干后的顯氣孔率大。

            2.4 常溫抗折強度

            鎂鉻質耐火材料經1500℃*3 h和高鋁質耐火材料經1350℃*3h高溫加熱后,鎂鉻質耐火材料的強度下降,結構變的疏松,抗折強度減小。配方三中的鉻綠粉加入量為8%時,抗折強度最大。

            2.5 坩堝法實驗抗渣侵蝕性

            先將140g的鎳鐵合金爐渣分別裝入到已經烘干的鎂鉻質渣罐和高鋁質渣罐中,然后,鎂鉻質渣罐進行1500℃*3h的熱處理。最后發現,鎂鉻質渣罐底部被侵蝕的厚度為10mm,鉻在1500℃時發生氧化,在酸性及半酸性氣氛中生成,這時候利于在熔渣侵蝕時增加熔渣的粘度,抑制熔渣向磚內繼續侵蝕,同時在反應帶的致密層和內部疏松層之間形成一層有緩沖作用的過渡層,有利于改善鎂鉻磚的抗熔渣侵蝕,減少鎂鉻磚的結構剝落蝕損。

            3 結論

            1)隨著CA-50水泥加入量的增加和二氧化硅微粉加入量的減小 ,高鋁質耐火材料的抗 折和抗壓強度隨之升高,當CA-50水泥加入量為4%、二氧化硅微粉加入量為8%時,高鋁質耐火材料的抗渣性能比較好。

            2)隨著鉻綠微粉加入量的增加,鎂鉻質耐火材料的抗折強度和抗壓強度降低,當鉻綠微粉的加入量為6%時,鎂鉻質耐火材料的抗渣性能比較好。

            3)鎂鉻質耐火材料的抗渣侵蝕能力好,因為應選用鎂鉻質耐火材料做為鎳鐵合金爐的爐襯。


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