铝铬渣性能及其在铁沟浇注料中的应用基础研究

摘要

近年来优质耐火原料供应紧张，耐火制品生产企业利润日趋微薄;与此同时，冶金行业所产生的废弃固体炉渣较多，造成的环境污染日趋严重。本文在对冶金行业产生的废弃炉渣——铝铬渣性能进行较为系统研究的基础上，根据铝铬渣的特性用其替代部分高档耐火原料，以减轻优质耐火原料供应和行业利润提高所承受的双重压力，并为处理工业固体废弃物开辟一条新路。　　本文对铝铬渣的化学组分、物相、显微结构、力学性能、热学性能、耐火度和抗渣性能进行了分析;以棕刚玉、铝铬渣、碳化硅、球状沥青、刚玉微粉、金属铝粉和单质硅粉为原料，以铝酸盐水泥CA-80为结合剂制备了Al2O3-SiC-C铁沟浇注料;研究了铝铬渣的加入量和粒度对Al2O3-SiC-C铁沟浇注料物相组成、显微结构、力学性能、抗氧化性能、耐磨性能和抗渣侵蚀性能的影响。结果表明:　　(1)铝铬渣中的Al2O3含量高，体积密度大，吸水率较低;铝铬渣中主要物相为铝铬固溶体和β-Al2O3;铝铬渣的颗粒强度高;耐火度大于1790℃;导热系数和热膨胀系数低;抗铁渣侵蚀性能良好。可以作为耐火原料应用于耐火制品的生产和使用。　　(2)随着铝铬渣加入量的增加，经1500℃埋碳烧结后，浇注料体积密度逐渐增大，体积发生了一定的膨胀;常温抗折强度和常温耐压强度皆逐渐提高;浇注料在1500℃时的抗氧化能力先增强后减弱;在1450℃下的高温抗折强度先增大后减小;高温耐磨性下降;随铝铬渣加入量的增大，浇注料抗铁水渗透性能较好，抗铁渣侵蚀性能有所降低，但对试样整体结构未产生大的改变。　　(3)随着铝铬渣颗粒粒度的减小，颗粒的球形度和流动性都逐渐降低;加入此粒度的浇注料经1500℃埋碳烧结后，试样体积密度逐渐变低，但粒度为3-1mm的铝铬渣颗粒的球形度以及加入此粒度的经1500℃埋碳烧结的试样体积密度皆为最低;随加入铝铬渣颗粒粒度的减小，浇注料烧结后冷态强度，在1450℃的高温抗折强度逐渐增大;在1500℃下，浇注料抗氧化能力逐渐增强，而浇注料抗渣性能逐渐变差。

目录

声明

摘要

1．1前言

1．2铝铬渣简介

1．2．1铝铬渣的来源

1．2．2铬刚玉

1．2．3β-Al2O3

1．2．4金属铬

1．2．5碳化铬

1．3铝铬渣的性能研究现状

1．4铝铬渣对环境的危害

1．5铝铬渣处理的研究进展

1．5．1堆贮法

1．5．2无害化处理

1．5．3循环回收再利用

1．6高炉出铁沟浇注料简介

1．6．1高炉出铁沟浇注料简述

1．6．2铁沟料的损毁及侵蚀原因

1．7铝铬渣应用于高炉出铁沟浇注料的可行性

1．8本课题研究意义及内容

1．8．1研究意义

1．8．2研究内容

2．1实验原料

2．2实验仪器

2．3研究方法

2．3．1铝铬渣原料性能测试与表征方法

2．3．2 Al2O3-SiC-C铁沟浇注料的性能测试与表征方法

第3章铝铬渣的基础性能研究

3．1铝铬渣基础性能的研究方法

3．2铝铬渣基础性能研究的结果与讨论

3．2．1铝铬渣的形貌与化学组分

3．2．2铝铬渣颗粒密度与真密度

3．2．3铝铬渣的物相组成

3．2．4铝铬渣的显微结构

3．2．5铝铬渣的力学性能

3．2．6铝铬渣的热学性能

3．2．7铝铬渣的抗渣侵蚀热力学模拟

3．2．8铝铬渣的使用性能

3．3小结

第4章铝铬渣加入量对Al2O3-SiC-C铁沟浇注料性能的影响

4．1研究方法

4．1．1实验原料与实验方案

4．1．2浇注料的制备与检测

4．2结果与讨论

4．2．1浇注料埋碳烧结后的物相分析

4．2．2浇注料埋碳烧结后的显微结构分析

4．2．3浇注料埋碳烧结后的体积密度、显气孔率、线变化率

4．2．4浇注料的力学性能

4．2．5浇注料的耐磨性

4．2．6浇注料的抗氧化性

4．2．7浇注料的抗渣性

4．2．8浇注料的动态浸渍法抗渣分析

4．3小结

第5章铝铬渣粒度对Al2O3-SiC-C铁沟浇注料性能的影响

5．1浇注料的制备与测试

5．2实验结果与讨论

5．2．1铝铬渣不同粒度的形貌

5．2．2物相分析

5．2．2显微结构分析

5．2．3体积密度、显气孔率、线变化率

5．2．4力学性能

5．2．5抗氧化性

5．2．6抗渣性

5．3小结

6．1全文总结

6．2不足与展望

致谢

参考文献

附录