【摘要】：六鋁酸鈣(CA_6)材料具有耐火度高、導(dǎo)熱系數(shù)低、在含鐵熔渣中溶解度低的特點(diǎn),使其可以使用在包括鋼包包壁在內(nèi)的與鋼液直接接觸的部位上。隨著鋼鐵行業(yè)冶煉要求的提高,潔凈鋼的生產(chǎn)變得更加重要,因此對(duì)低碳和無(wú)碳耐火材料的研究變得格外重要。CA_6質(zhì)耐火材料對(duì)熔融有色金屬和熔渣(特別是金屬鋁)有極低的潤(rùn)濕度,高抗堿侵蝕性,適用于水泥窯和煉鋁工業(yè)當(dāng)中。因此有必要對(duì)CA_6的性能及對(duì)熔渣的抗侵蝕機(jī)理進(jìn)行研究,這對(duì)提高鋼包壽命、開發(fā)新型無(wú)碳耐火材料、降低生產(chǎn)成本有重要意義。本文以碳酸鈣和活性氧化鋁為原料合成CA_6,研究不同添加劑對(duì)其性能的影響;采用靜態(tài)坩堝法研究CA_6及不同鎂質(zhì)耐火材料的抗熔渣侵蝕性。利用XRD和SEM等檢測(cè)方法,分析研究CA_6的合成及其與熔渣的作用機(jī)理。結(jié)果表明:隨著TiO_2添加量的增加,能夠明顯促進(jìn)CA_6的燒結(jié),顯氣孔率逐漸降低,常溫耐壓強(qiáng)度逐漸增大,加入Y_2O_3后生成了鋁酸釔(Al_5Y_3O_(12))高熔點(diǎn)相,附著在CA_6片狀結(jié)構(gòu)表面,加ZrO_2后并沒有參與反應(yīng)而是單獨(dú)存在氣孔中,后兩者對(duì)試樣的常溫物理性能均沒有影響;加入不同添加劑的CA_6與熔渣混合后,加入TiO_2的對(duì)熔渣粘度影響最小,不加添加劑的CA_6提高熔渣粘度最大;在對(duì)比坩堝制品的抗侵蝕性條件下,加入TiO_2添加劑的CA_6制品抗熔渣滲透性最差,不加入添加劑的CA_6制品對(duì)熔渣的抗侵蝕性最好;CA_6制品及其他鎂質(zhì)材料分別與熔渣混合后,CA_6能夠顯著提高熔渣粘度,在靜態(tài)坩堝實(shí)驗(yàn)下,CA_6制品的抗渣侵蝕性最好,鎂磚和鎂鐵磚的抗渣侵蝕性良好,而鎂鋁磚的抗渣侵蝕性最差。
【圖文】：

隨著合成鎂鋁尖晶石原料的開發(fā)應(yīng)用以及含碳耐火材料和無(wú)水泥澆注料的使用， 新一代的鋁鎂碳系耐火材料已經(jīng)成功應(yīng)用在許多鋼包耐火材料上[18]，這些新型耐侵蝕材料的應(yīng)用使我國(guó)鋼包的壽命明顯提高。1.1.3 鋼包結(jié)構(gòu)最初鋼包設(shè)計(jì)的內(nèi)襯結(jié)構(gòu)如圖 1.1，但是由于包壁工作層中下渣線的鎂碳磚與鋁鎂碳磚的侵蝕程度不同，鋼包在使用一段時(shí)間后，會(huì)出現(xiàn)鎂碳磚的殘襯較厚，與鋁鎂碳磚形成臺(tái)階。澆注鋼液時(shí)，隨著液面下降，爐渣由于受到阻力作用而掛在臺(tái)階表面，進(jìn)而鋁鎂碳磚被加速侵蝕，破壞抗包襯蝕損均衡性。因此需要對(duì)鋼包的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，圖 1.2 為改進(jìn)后鋼包內(nèi)襯示意圖。針對(duì)鋼包在工作中出現(xiàn)的問(wèn)題，提高生產(chǎn)工藝、強(qiáng)化原料基質(zhì)、加強(qiáng)生產(chǎn)管理等一系列措施，使得鋼包的內(nèi)襯壽命得到提高。表 1.2 為鋼包內(nèi)襯磚改進(jìn)前后的理化指標(biāo)。

隨著合成鎂鋁尖晶石原料的開發(fā)應(yīng)用以及含碳耐火材料和無(wú)水泥澆注料的使用， 新一代的鋁鎂碳系耐火材料已經(jīng)成功應(yīng)用在許多鋼包耐火材料上[18]，這些新型耐侵蝕材料的應(yīng)用使我國(guó)鋼包的壽命明顯提高。1.1.3 鋼包結(jié)構(gòu)最初鋼包設(shè)計(jì)的內(nèi)襯結(jié)構(gòu)如圖 1.1，，但是由于包壁工作層中下渣線的鎂碳磚與鋁鎂碳磚的侵蝕程度不同，鋼包在使用一段時(shí)間后，會(huì)出現(xiàn)鎂碳磚的殘襯較厚，與鋁鎂碳磚形成臺(tái)階。澆注鋼液時(shí)，隨著液面下降，爐渣由于受到阻力作用而掛在臺(tái)階表面，進(jìn)而鋁鎂碳磚被加速侵蝕，破壞抗包襯蝕損均衡性。因此需要對(duì)鋼包的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，圖 1.2 為改進(jìn)后鋼包內(nèi)襯示意圖。針對(duì)鋼包在工作中出現(xiàn)的問(wèn)題，提高生產(chǎn)工藝、強(qiáng)化原料基質(zhì)、加強(qiáng)生產(chǎn)管理等一系列措施，使得鋼包的內(nèi)襯壽命得到提高。表 1.2 為鋼包內(nèi)襯磚改進(jìn)前后的理化指標(biāo)。
【學(xué)位授予單位】：遼寧科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TQ175.1;TF341

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳沖;陳海;王俊;孫寶德;;六鋁酸鈣材料的合成、性能和應(yīng)用[J];硅酸鹽通報(bào);2009年S1期

2 陳華圣;陶曉林;米源;劉黎;王悅;;鋼包渣對(duì)渣線耐火材料的影響及對(duì)策[J];武鋼技術(shù);2009年02期

3 鄢文;李楠;;熔渣對(duì)鋁-鎂系耐火材料侵蝕的研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2008年S1期

4 敬斌;;精煉鋼包內(nèi)襯用耐火材料的現(xiàn)狀及發(fā)展[J];四川冶金;2007年05期

5 張興業(yè);李宗英;;我國(guó)鋼包用耐火材料的品種及應(yīng)用[J];山東冶金;2007年02期

6 裴春秋;石干;徐建峰;;六鋁酸鈣新型隔熱耐火材料的性能及應(yīng)用[J];工業(yè)爐;2007年01期

7 刁德勝;張松林;郁書中;楊開保;;鋼包內(nèi)襯材料的發(fā)展與展望[J];江蘇冶金;2006年02期

8 朱英雄;爐渣氧化性和鎂碳磚含碳量影響爐渣與磚之間結(jié)合[J];煉鋼;2004年02期

9 楊彬,李紅霞,王守業(yè);第八屆聯(lián)合國(guó)際耐火材料學(xué)術(shù)會(huì)議述評(píng)[J];耐火材料;2004年02期

10 陳林權(quán),范啟星;鋼包內(nèi)襯耐火材料的選擇與使用[J];煉鋼;2002年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 王純;MgO-ZrO_2質(zhì)耐火材料的制備及抗渣侵蝕機(jī)理研究[D];東北大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 陳建梁;90t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐08Al鋼冶金效果分析[D];武漢科技大學(xué);2006年

2 吳國(guó)俊;鋼包渣線噴補(bǔ)料的應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D];西安建筑科技大學(xué);2004年

本文編號(hào)：2622577