UTILIZZO DI SCORIE DI ALLUMINIO E CROMO PER PRODURRE MATTONI IN CROMIO-ZIRCONIO E CORINDINO PER SMELTIN DI METALLI NON FERROSI

I refrattari per forni di metalli non ferrosi funzionano in ambienti difficili, come forni fumanti per la fusione di piombo, zinco e stagno e refrattari per forni a soffiaggio laterale. Questi forni richiedono materiali refrattari con elevata resistenza alla compressione a temperatura ambiente, resistenza all'erosione, resistenza alla riduzione e resistenza agli shock termici. Questi non sono disponibili nei refrattari magnesia-cromo originali. Il mattone in alluminio cromato presenta i vantaggi di buone prestazioni ad alta temperatura, forte resistenza all'erosione, resistenza alla corrosione, ecc., ed è utilizzato principalmente nella linea di scorie del forno nell'industria metallurgica non ferrosa. Tuttavia, i comuni refrattari di scorie di cromo esistenti presentano i problemi di scarsa resistenza alla reazione di riduzione e agli shock termici, che non possono soddisfare i requisiti di questi forni.
Le scorie di cromo alluminio sono un sottoprodotto prodotto durante la fusione del cromo metallico. La sua fase principale è una soluzione solida di -Al2O3 e Cr2O3. La quantità totale di Al2O3 e Cr2O3 nella composizione chimica è generalmente maggiore o uguale al 90 percento (w), che è un eccellente materiale refrattario. Le scorie di alluminio-cromo possono essere trasformate in mattoni di scorie di cromo e utilizzate nel rivestimento di lavoro di forni non ferrosi. Tuttavia, il contenuto di impurità Na2O, Fe2O3, Si O2 e Cr metallico nelle scorie di alluminio-cromo è relativamente alto e instabile, il che influisce sul suo effetto d'uso.
In questo lavoro, scorie di alluminio-cromo, allumina e minerale a basso contenuto di cromo sono stati utilizzati come materie prime e l'esperimento di risintesi del materiale alluminio-cromo è stato condotto con il metodo della fusione elettrica. Quindi, i mattoni di corindone di cromo-zirconio sono stati preparati mescolando alluminio fuso e materiali di cromo con mullite di zirconio fusa, concentrandosi sull'influenza della quantità di mullite di zirconio fusa sulla resistenza agli shock termici dei mattoni di corindone di cromo-zirconio.
1 Test di sintesi di materiale alluminio cromo fuso
1.1 Materie prime
Le materie prime sono scorie di cromo alluminio, polvere di allumina e minerale a basso contenuto di cromo con una dimensione delle particelle inferiore o uguale a 1 mm. Le fasi principali delle scorie di cromo alluminio sono corindone cromo, -Al2O3 e Cr metallico. La composizione chimica delle scorie di alluminio-cromo e del minerale a basso contenuto di cromo varia leggermente a seconda del forno elettrico di bombardamento da 300 k VA utilizzato e del forno elettrico di scarico 6 300 k VA.
1.2 Metodi di prova e risultati
1.2.1 Prova di fusione elettrica di un forno elettrico di sgusciatura da 300 k VA
Usando scorie di alluminio-cromo, polvere di allumina e minerale a basso contenuto di cromo come materie prime, sono stati progettati tre rapporti di prova. Mescolare gli ingredienti secondo il rapporto di prova e mescolare uniformemente. Prendi circa 1 000 kg di miscela, mettila in un forno elettrico da bombardamento da 300k VA e fondi a 1 900-2 100 gradi . Per volatilizzare Na2O e altre impurità durante il processo di fusione, sono progettati diversi tempi di fusione e raffinazione. Sono stati testati un totale di 3 forni, che sono stati raffreddati mediante raffreddamento naturale con il forno. Osservando l'aspetto della fritta, si scopre che le parti superiore e inferiore sono dense e il nucleo delle scorie è a forma di nido d'ape. Ogni campione contiene una piccola quantità di Cr metallico. Considerando il costo di produzione e le prestazioni del prodotto in modo completo, si determina che il rapporto delle materie prime nel test di massa è 3#, il tempo di fusione è di 8 ore e il tempo di raffinazione è maggiore o uguale a 40 min.
1.2.2 6 300 k VA prova di fusione elettrica del forno elettrico a scarico
A causa della temperatura di fusione limitata del forno elettrico sperimentale su piccola scala, del corpo del forno piccolo e del breve tempo di mantenimento, il materiale del nucleo di scorie a nido d'ape nella parte centrale del materiale di fusione elettrico è maggiore. Pertanto, in un forno elettrico di scarico 6 300 k VA a 2 100 ~ 2 200 gradi, è stato eseguito un test di sintesi per elettrofusione di una grande quantità di materie prime. Le scorie di alluminio-cromo, la polvere di allumina e il minerale a basso contenuto di cromo nella Tabella 4 sono utilizzate come materie prime e le tre sono dosate secondo il rapporto di massa di 12:3:5 e il materiale comune è di 18 tonnellate. Il tempo di fusione è di 8 ore e il tempo di raffinazione è maggiore o uguale a 40 min. Versare il materiale elettrofuso nel sacchetto di raccolta e disimballarlo dopo il raffreddamento naturale per 72 ore. Durante la frantumazione e la selezione, è stato riscontrato che il materiale sulla parte superiore, inferiore e attorno all'elettrodo è relativamente denso, duro e uniformemente fuso; il materiale nella parte centrale ha grandi pori, ma la consistenza è dura; c'è una piccola quantità di deposito di ferrocromo contenente carbonio sul fondo.
L'analisi chimica del materiale fuso in alluminio e cromo si basa sulla composizione chimica delle materie prime e sul rapporto di prova. A {{0}}.28 percento (w), indicando che circa l'80 percento dell'Na2O si è volatilizzato durante il processo di fusione; il contenuto di Fe2O3 è diminuito dal 6,3% (w) durante il dosaggio allo 0,27% (w) dopo la fusione; il contenuto di Cr metallico è cambiato rispetto al dosaggio Il 2,48 percento (w) della fusione si riduce allo 0,64 percento (w) dopo la fusione. Fatta eccezione per una parte del metallo più piccolo Cr ossidato a Cr2O3, il resto forma ferrocromo con Fe2O3 e si deposita sul fondo del pacchetto ricevente. Il contenuto di Cr metallico è ridotto, il che può efficacemente evitare l'espansione e l'allentamento strutturale causati dall'ossidazione del Cr metallico durante l'uso del materiale composito. Si può vedere che la sintesi per elettrofusione può rimuovere efficacemente le impurità Na2O, Fe2O3 e Cr nelle materie prime di scorie di alluminio e cromo e ottenere il materiale composito di alluminio e cromo con un contenuto inferiore di Na2O e Fe2O3, migliorando così le prestazioni ad alta temperatura del refrattario preparato da esso.
2 Prova di preparazione di mattoni in cromo-zirconio corindone con materiali fusi in alluminio-cromo
2.1 Materie prime e preparazione del campione
I materiali di prova includono particelle di alluminio fuso e cromo (dimensione delle particelle di {{0}}, 3-1, inferiore o uguale a 1 mm) e polvere fine (inferiore o uguale a 0,088 mm) sintetizzata mediante il suddetto test del forno a scarico e particelle di mullite di zirconio fuse (dimensione delle particelle di 3- 1 mm), polvere di -Al2O3 attiva e acido fosforico.
Mescolare gli ingredienti secondo il rapporto di prova e metterli per più di 48 ore dopo la miscelazione. Una pressa a vite elettrica da 630 t è stata utilizzata per formare mattoni di 230 mm×114 mm×65 mm, essiccati a 80-100 gradi per 24 ore e cotti in un forno a navetta da 45 m3 a 1550 gradi per 22 ore.
2.2 Test delle prestazioni e risultati
Testare la densità apparente, la porosità apparente, la resistenza alla compressione a temperatura ambiente e la temperatura iniziale di ammorbidimento del carico (carico 0.2 MPa) del campione secondo gli standard convenzionali. Il metodo del raffreddamento ad aria è stato utilizzato per testare la resistenza agli shock termici. La dimensione del campione era di 114 mm × 40 mm × 40 mm e la temperatura di shock termico era di 950 gradi (conservazione del calore 30 min). Fatta eccezione per la temperatura di rammollimento del carico, ogni articolo viene testato due volte in parallelo. Ogni campione presenta pochissime differenze in termini di densità apparente, porosità apparente, resistenza alla compressione a temperatura normale e temperatura iniziale di rammollimento del carico, ma la resistenza agli shock termici è molto diversa: il test con mullite di zirconio fuso aggiunto al 10 percento (w) Il numero di shock termici del campione CZA-1 è 56 e 51, e il numero di shock termici del campione CZA-2 con l'aggiunta del 5 percento (w) di mullite di zirconio fuso è 13 e 17, senza l'aggiunta di mullite di zirconio fuso. Il numero di shock termici del campione CZA-3 di Laishi è solo 4 e 5. Si può vedere che quando la quantità aggiuntiva di mullite di zirconio fusa è del 10 percento (w), la resistenza agli shock termici raffreddata ad aria è significativamente migliore di quello della mullite di zirconio fuso con il 5% (w) e nessuna aggiunta.
3 Conclusione
(1) Usando scorie di cromo alluminio, polvere di allumina e minerale a basso contenuto di cromo come materie prime, mescolando con un rapporto di massa di 12:3:5, fondendo in un forno a scarico a 2 000-2 200 grado per 8 ore, il risultato fuso materiale alluminio cromo La struttura è compatta e il contenuto di impurità Na2O, Fe2O3, Si O2 e Cr metallico è significativamente ridotto.
(2) Utilizzando pellet di cromo alluminio fuso e polvere fine come materie prime principali, aggiungendo il 10% di pellet di mullite di zirconio fuso (3 ~ 1 mm), la resistenza agli shock termici dei mattoni di corindone cromo-zirconio preparati (950 gradi, raffreddamento ad aria) a 56 volte, buona resistenza agli shock termici.