ISA/Ausmelt炉用镁铬耐火材料侵蚀机理的研究

摘要

该文研究了倍半氧化物(Al<,2>O<,3>、Cr<,2>O<,3>、Fe<,2>O<,3>)对镁铬耐火材料性能的影响,分析讨论了化学成分(Al<,2>O<,3>、Cr<,2>O<,3>、Fe<,2>O<,3>)在镁铬砖中的行为表现,试验结果表明:①随着Al<,2>O<,3>含量的增加,镁铬砖的体积密度增加,抗热震性提高,高温强度提高,显气孔率降低;②随着Cr<,2>O<,3>含量的增加,镁铬砖的显气孔率增加,抗热震性提高,体积密度降低,高温强度有所降低;③随着Fe<,2>O<,3>含量的增加,镁铬砖的显气孔率增加,体积密度降低,抗热震性降低,高温强度降低.因此,提高Al<,2>O<,3>含量,降低Fe<,2>O<,3>含量有利于改善镁铬砖的性能,Cr<,2>O<,3>含量不宜过多.该文研究了添加剂(脱硅锆)对镁铬耐火材料性能的影响,进一步分析了ZrO<,2>在镁铬砖中的行为表现,试验结果表明:加ZrO<,2>的镁铬砖的性能得到改善,但加入量不宜过多.该文采用静态坩埚法研究了耐火材料如镁砖、镁铝砖、镁铝铬砖、镁铬砖、铬渣砖和奥镁砖(奥地利奥镁公司生产)对炉渣的抗侵蚀性能,比较了六种砖的抗渣能力,借助于光学显微镜和x-ray衍射分析等手段,观察了抗渣试验前后各试样的显微结构变化,探讨了炉渣对耐火材料的侵蚀机理,试验结果表明:①温度对耐火材料的抗炉渣侵蚀性影响很大,随温度的升高,耐火材料的受侵蚀程度加深;②炉渣与耐火材料中的方镁石发生反应,使方镁石溶解于FeO-SiO<,2>系炉渣中是炉渣侵蚀镁铬耐火材料的主要特征.就铜冶炼用耐火材料的综合性能而言,国产镁铬砖性能不低于进口奥镁砖,在ISA/Ausmelt炉上有望取代进口砖,实现耐火材料国产化,取得显著的社会和经济效益.

目录

文摘

英文文摘

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前言

第一章文献综述

1.1炼铜用有色金属工业炉及耐火材料

1.1.1闪速炉(奥托昆普)

1.1.2转炉

1.1.3诺兰达炉

1.1.4白银炉

1.1.5艾萨/奥斯麦特炉

1.2有色冶炼对耐火材料的要求

1.2.1铜冶炼的特点

1.2.2炼铜炉对炉衬的要求

1.3有色冶炼用镁铬耐火材料

1.3.1 MgO-Cr2O3系耐火材料的发展

1.3.2镁铬砖的分类

1.4有色冶炼用耐火材料的侵蚀机理研究进展

1.4.1金属及其硫化物对耐火材料的侵蚀

1.4.2 FeO-SiO2渣对耐火材料的侵蚀

1.4.3气氛对镁铬砖性能的影响

1.4.4抗热震性

1.5课题研究背景与内容

1.5.1影响镁铬砖使用寿命的因素

1.5.2课题的构想

1.6研究艾萨/奥斯麦特炉用镁铬耐火材料侵蚀机理的目的、意义

1.7炼铜用镁铬砖的未来

第二章试验方案及实施过程

2.1试样制备

2.2渣的制备

2.3试验方法及内容

2.3.1理化性能检测

2.3.2抗艾萨/奥斯麦特炉炉渣侵蚀性实验

2.3.3抗热震性实验

2.3.4显微结构分析

2.3.5实验内容

第三章理化性能检测结果及分析

3.1理化性能检测结果

3.2 Al2O3对镁铬样理化性能的影响及讨论

3.2.1 Al2O3含量对镁铬样显气孔率的影响

3.2.2 Al2O3含量对镁铬样体积密度的影响

3.2.3 Al2O3含量对镁铬样高温强度的影响

3.2.4 Al2O3含量对镁铬样抗热震性的影响

3.3 Cr2O3对镁铬样理化性能的影响及讨论

3.3.1 Cr2O3含量对镁铬样显气孔率的影响

3.3.2 Cr2O3含量对镁铬样体积密度的影响

3.3.3 Cr2O3含量对镁铬样高温强度的影响

3.3.4 Cr2O3含量对镁铬样抗热震性的影响

3.4 Fe2O3对镁铬样理化性能的影响及讨论

3.4.1 Fe2O3含量对镁铬样显气孔率的影响

3.4.2 Fe2O3含量对镁铬样体积密度的影响

3.4.3 Fe2O3含量对镁铬样高温强度的影响

3.4.4 Fe2O3含量对镁铬样抗热震性的影响

3.5 ZrO2对镁铬样理化性能的影响及讨论

3.5.1 ZrO2含量对镁铬样显气孔率的影响

3.5.2 ZrO2含量对镁铬样体积密度的影响

3.5.3 ZrO2含量对镁铬样高温强度的影响

3.5.4 ZrO2含量对镁铬样抗热震性的影响

3.5.5 ZrO2含量对镁铬样耐压强度的影响

3.5.6 ZrO2含量对镁铬样常温抗折强度的影响

第四章耐火材料抗侵蚀性能的研究

4.1理化性能检测结果及分析

4.1.1抗渣试样理化性能检测结果

4.1.2炉渣的化学分析

4.2抗渣性实验结果及分析

4.2.1温度对侵蚀深度和侵蚀面积影响的分析

4.2.2氧化物对侵蚀深度和侵蚀面积影响的分析

第五章耐火材料损毁机理研究

5.1艾萨炉和奥斯麦特炉挂渣问题的探讨

5.2镁铝砖与镁砖性能的比较

5.3镁铝铬砖、铝铬砖（铬渣砖）与镁砖的比较

5.3.1镁铝铬砖结构特性

5.3.2铝铬砖（铬渣砖）与镁砖的比较

5.4镁铝砖损毁机理

5.5电熔镁铬砖损毁机理

5.6有色冶炼用耐火材料的选择

5.7提高有色冶炼炉内衬寿命的途径

第六章结论

致谢

参考文献

附图

附录：攻读学位期间所发表的论文