ИЗПОЛЗВАНЕ НА АЛУМИНИЕВА ХРОМИЕВА ШЛАКА ЗА ПРОИЗВОДСТВО НА ХРОМО-ЦИРКОНИЕВИ КОРУНДОВИ ТУХЛИ ЗА ТОПЕНЕ НА ЦВЕТНИ МЕТАЛИ

Огнеупорните материали за пещи за цветни метали работят в тежки условия, като например димни пещи за топене на олово, цинк и калай, и огнеупорни материали за пещи със странично издухване. Тези пещи изискват огнеупорни материали с якост на натиск при висока стайна температура, устойчивост на ерозия, устойчивост на намаляване и устойчивост на термичен шок. Те не се предлагат в оригиналните магнезиево-хромови огнеупори. Алуминиевата хромирана тухла има предимствата на добра производителност при висока температура, силна устойчивост на ерозия, устойчивост на корозия и т.н. и се използва главно в линията за шлака на пещта в цветната металургична промишленост. Въпреки това, съществуващите обикновени огнеупорни материали от хромна шлака имат проблемите на слаба устойчивост на реакция на редукция и термичен шок, което не може да отговори на изискванията на тези пещи.
Алуминиево-хромовата шлака е страничен продукт, получен при топенето на метален хром. Основната му фаза е твърд разтвор на -Al2O3 и Cr2O3. Общото количество на Al2O3 и Cr2O3 в химичния състав обикновено е по-голямо или равно на 90 процента (w), което е отличен огнеупорен материал. Алуминиевата хромова шлака може да се направи в тухли от хромова шлака и да се използва в работната облицовка на пещи за цветни метали. Съдържанието на примеси Na2O, Fe2O3, Si O2 и метален Cr в алуминиево-хромовата шлака обаче е сравнително високо и нестабилно, което влияе върху ефекта от нейната употреба.
В тази работа като суровини са използвани алуминиево-хромова шлака, алуминиев оксид и руда с ниско съдържание на хром, а експериментът за повторен синтез на алуминиево-хромов материал е извършен чрез метода на електрическо топене. След това, хром-циркониеви корундови тухли бяха приготвени чрез смесване на разтопени алуминиеви и хромови материали с разтопен циркониев мулит, като се фокусира върху влиянието на количеството разтопен циркониев мулит върху устойчивостта на термичен удар на хром-циркониеви корундови тухли.
1 Тест за синтез на стопен алуминиев хромов материал
1.1 Суровини
Суровините са алуминиево-хромова шлака, алуминиев прах и руда с ниско съдържание на хром с размер на частиците по-малък или равен на 1 mm. Основните фази на алуминиевата хромова шлака са хромов корунд, -Al2O3 и метален Cr. Химическият състав на алуминиево-хромната шлака и рудата с ниско съдържание на хром варира леко в зависимост от използваната 300 k VA електрическа пещ с обвивка и 6 300 k VA изхвърляща електрическа пещ.
1.2 Методи за изпитване и резултати
1.2.1 Тест за електрическо топене на 300 k VA обвивна електрическа пещ
Използвайки алуминиево-хромова шлака, алуминиев прах и руда с ниско съдържание на хром като суровини, бяха проектирани три тестови съотношения. Смесете съставките според тестовото съотношение и разбъркайте равномерно. Вземете около 1 000 kg от сместа, поставете я в електрическа пещ с обвивка от 300k VA и разтопете на 1 900-2 100 градуса. За да се изпарят Na2O и други примеси по време на процеса на топене, са проектирани различни времена на топене и рафиниране. Бяха тествани общо 3 пещи, които се охлаждаха чрез естествено охлаждане с пещта. При наблюдение на външния вид на фритата се установява, че горната и долната част са плътни, а ядрото на шлаката е с форма на пчелна пита. Всяка проба съдържа малко количество метален Cr. Като се вземат предвид изчерпателно производствените разходи и производителността на продукта, се определя, че съотношението на суровината в масовия тест е 3#, времето за топене е 8 часа, а времето за рафиниране е по-голямо или равно на 40 минути.
1.2.2 6 300 k VA дъмпингово изпитване за електрическо топене в електрическа пещ
Поради ограничената температура на топене на малката експериментална електрическа пещ, малкото тяло на пещта и краткото време на задържане, материалът на сърцевината от пчелна пита от шлака в средната част на електрическия материал за топене е повече. Следователно, в 6 300 k VA дъмпингова електрическа пещ при 2 100 ~ 2 200 градуса, беше извършен тест за електрофузионен синтез на голяма партида суровини. Алуминиево-хромовата шлака, алуминиевият прах и рудата с ниско съдържание на хром в таблица 4 се използват като суровини и трите са групирани според масовото съотношение 12:3:5, а общият материал е 18 тона. Времето за топене е 8 часа, а времето за рафиниране е по-голямо или равно на 40 минути. Изсипете електроразтопения материал в приемната торба и го разопаковайте след естествено охлаждане за 72 часа. При разбиване и селектиране се установи, че материалът на горната част, долната част и около електрода е относително плътен, твърд и равномерно споен; материалът в средната част има големи пори, но текстурата е твърда; на дъното има малко количество въглерод-съдържащ ферохромен депозит.
Химическият анализ на разтопения алуминиев и хромов материал се основава на химичния състав на суровините и тестовото съотношение. До {{0}}.28 процента (w), което показва, че около 80 процента от Na2O се изпарява по време на процеса на топене; съдържанието на Fe2O3 намалява от 6,3 процента (w) по време на дозирането до 0,27 процента (w) след топенето; съдържанието на метал Cr се променя от дозирането 2,48 процента (w) от топенето се намалява до 0,64 процента (w) след топенето. С изключение на част от по-малкия метал Cr, окислен до Cr2O3, останалата част образува ферохром с Fe2O3 и се утаява на дъното на приемния пакет. Съдържанието на метален Cr е намалено, което може ефективно да избегне разширението и структурната хлабавост, причинени от окисляването на металния Cr по време на употребата на композитния материал. Може да се види, че електрофузионният синтез може ефективно да премахне примесите Na2O, Fe2O3 и Cr в суровините от алуминиева хромова шлака и да получи алуминиево-хромов композитен материал с по-ниско съдържание на Na2O и Fe2O3, като по този начин подобрява високотемпературните характеристики на огнеупорен, приготвен от него.
2 Тест за приготвяне на хром-циркониеви корундови тухли с разтопени алуминиево-хромови материали
2.1 Суровини и подготовка на пробите
Материалите за изпитване включват частици от стопен алуминий и хром (размер на частиците {{0}}, 3-1, по-малък или равен на 1 mm) и фин прах (по-малък или равен на 0,088 mm), синтезиран чрез горния тест за изхвърляне в пещ и разтопени частици циркониев мулит (размер на частиците 3- 1 mm), активен -Al2O3 прах и фосфорна киселина.
Смесете съставките според тестовото съотношение и ги оставете за повече от 48 часа след смесването. 630 t електрическа винтова преса беше използвана за оформяне на тухли с размери 230 mm × 114 mm × 65 mm, изсушени при 80-100 градуса за 24 часа и изпечени в 45 m3 совалкова пещ при 1550 градуса за 22 часа.
2.2 Тестване на производителността и резултати
Тествайте обемната плътност, привидната порьозност, якостта на натиск при стайна температура и началната температура на омекване при натоварване (0.2 MPa натоварване) на пробата съгласно конвенционалните стандарти. Методът с въздушно охлаждане беше използван за тестване на устойчивостта на термичен шок. Размерът на пробата беше 114 mm × 40 mm × 40 mm, а температурата на термичния шок беше 950 градуса (запазване на топлината 30 минути). С изключение на температурата на омекване на товара, всеки елемент се тества два пъти паралелно. Всяка проба има много малка разлика в обемната плътност, видимата порьозност, якостта на натиск при нормална температура и началната температура на омекване на натоварването, но устойчивостта на термичен шок е доста различна: тестът с разтопен циркониев мулит, добавен при 10 процента (w) Броят на термичните удари на пробата CZA-1 е 56 и 51, а броят на термичните удари на пробата CZA-2 с добавяне на 5 процента (w) разтопен циркониев мулит е 13 и 17, без добавката от разтопен циркониев мулит. Броят на термичните удари на пробата CZA-3 от Laishi е само 4 и 5. Може да се види, че когато добавеното количество разтопен циркониев мулит е 10 процента (w), устойчивостта на термичен удар с въздушно охлаждане е значително по-добър от този на разтопен циркониев мулит с 5 процента (w) и без добавяне.
3 Заключение
(1) Използвайки алуминиево-хромна шлака, алуминиев прах и руда с ниско съдържание на хром като суровини, смесване в масово съотношение 12:3:5, топене в пещ за изхвърляне при 2 000-2 200 градуса за 8 часа, полученото се стопява алуминиев хром материал Структурата е компактна и съдържанието на примеси Na2O, Fe2O3, Si O2 и метален Cr е значително намалено.
(2) Използвайки пелети от разтопен алуминий хром и фин прах като основни суровини, добавяйки 10 процента пелети от разтопен цирконий мулит (3 ~ 1 mm), устойчивостта на термичен шок на подготвените тухли от хром-цирконий-корунд (950 градуса, въздушно охлаждане) нагоре до 56 пъти, добра устойчивост на термичен удар.