镁铝钛耐火材料性能和抗炉外精炼渣侵蚀研究

摘要

该文通过相图分析和热力学计算设计了MgO-Al<,2>O<,3>-TiO<,2>系耐火材料的物相组成,其主晶相为方镁石和尖晶石固溶体,基质中结合相为高熔点的钛酸钙(CT)和镁橄榄石(M<,2>S).对不同配比和以不同生产工艺生产的镁铝钛耐火材料的性能和显微结构进行了研究,着重探讨了烧成温度、材料中TiO<,2>含量和Al<,2>O<,3>含量对镁铝钛试样性能和结构的影响.试验结果表明:1、随着烧成温度的升高,镁铝钛试样的显气孔率下降,体积密度增加;2、在同一温度下,随着试样中TiO<,2>含量的增加,材料的显气孔率下降,体积密度增加,热震稳定性提高;3、随着试样中Al<,2>O<,3>含量的增加,体积密度略有升高但变化幅度不大;热震稳定性随AlO<,3>含量的增加而不断提高;4、材料基质部分结构致密,气孔少且多呈封闭的圆孔状.基质中主晶相仍为方镁石,次晶相为尖晶石固溶体、钛酸钙和少量的镁橄榄石.采用静态坩埚法研究了试样抗炉外精炼渣的侵蚀性能,着重分析了炉渣对镁铝钛耐火材料的侵蚀机理.结果表明:1、镁铝钛耐火材料抗炉外精炼渣性能接近于镁铬耐火材料,但含Cr<,2>O<,3>的镁铝钛耐火材料抗渣性能优于不含Cr<,2>O<,3>的镁铝钛耐火材料;2、在所研究的范围内,随着试样中TiO<,2>、Al<,2>O<,3>含量的增加,试样的抗渣性能提高;3、炉渣对镁铝钛耐火材料、镁铝铬钛耐火材料的侵蚀主要表现为渗透.在渗透过程中炉渣中的CaO、SiO<,2>和镁铝钛耐火材料中的方镁石发生反应,使方镁石溶解于CaO-SiO<,2>-Al<,2>O<,3>-MgO系炉渣中形成低熔点硅酸盐相,并与材料中的结合相钛酸钙一起共熔并进一步向砖中渗透.

目录

文摘

英文文摘

声明及关于论文使用授权的说明

引 言

1 文献综述

1.1 炉外精炼技术简介

1.1.1炉外精炼分类

1.2 炉外精炼技术的发展

1.2.1炉外精炼按精炼方法分类

1.2.2炉外精炼按加热方式、真空方式分类

1.3 典型精炼设备的功能、冶金效果

1.3.1国外已形成的精炼工艺组合与功能化模式

1.3.2国内的精炼组合

1.4 炉外精炼技术对耐火材料的要求

1.4.1选择耐火材料的依据

1.5 几种常见炉外精炼设备简介

1.5.1 LF炉

1.5.2 VAD炉

1.5.3 VOD炉

1.5.4 AOD炉

1.6 MgO-Al2O3-TiO2系耐火材料的应用前景

1.6.1目前精炼炉用MgO-Al2O3-Cr2O3砖的缺点

1.6.2 MgO-Al2O3-TiO2作精炼炉炉衬

1.7 课题研究的内容与意义

1.7.1课题研究的内容

1.7.2课题研究的意义

2镁铝钛系相图分析与热力学计算

2.1镁铝钛相图分析

2.1.1 MgO-TiO2二元系

2.1.2 MgO-Al2O3二元系

2.1.3 Al2O3-TiO2二元系

2.1.4 MgO-Al2O3-TiO2系

2.2 MgO-Al2O3-TiO2系中固溶体性能探讨

2.3 MgO-Al2O3-TiO2体系相关热力学计算

2.4 本章小结

3试验方法与过程

3.1试样制备

3.1.1试验用原料

3.1.2颗粒级配设计

3.1.3矿物组成设计

3.1.4化学组成设计

3.1.5 工艺流程

3.1.6烧成温度设计

3.2 渣样制备

3.3试验方法与检测

3.3.1试样理化性能检测

3.3.2抗渣性能试验

3.3.3显微结构分析

4镁铝钛系、镁铝铬钛系耐火材料性能与结构

4.1镁铝钛系、镁铝铬钛系耐火材料的理化性能

4.1.1烧成温度对试样显气孔率、体积密度的影响

4.1.2 TiO2、Al2O3加入量对试样性能影响

4.2试样显微结构分析

4.2.1 MgO-Al2O3-TiO2基质结构分析

4.2.2 MgO-MA-TiO2基质结构分析

4.2.3 MgO-TiO2基质结构分析

4.2.4 MgO-Al2O3-Cr2O3-TiO2基质结构分析

4.3 本章小结

5 镁铝钛系耐火材料抗渣性能与侵蚀机理研究

5.1 镁铝钛系耐火材料抗渣侵蚀性能的研究

5.1.1镁铝钛试样中Cr2O3含量对试样抗渣性能的影响

5.1.2炉渣变化对试样抗侵蚀性能的影响

5.1.3 TiO2、Al2O3含量对镁铝钛试样抗渣侵蚀性能的影响

5.2 镁铝钛耐火材料抗炉外精炼渣侵蚀机理研究

5.3 本章小结

6 结论

致谢

参考文献