ALUMIINIKROMIKUOONAN KÄYTTÄMINEN KROMI-ZIRKONIUMKORUDITIILIEN TUOTTAMISEEN EI-RAUTAMETALLIEN SULATTAAN

Ei-rautametalliuunien tulenkestävät aineet toimivat ankarissa ympäristöissä, kuten savuavat uunit lyijyn, sinkin ja tinan sulattamiseen, ja tulenkestävät aineet sivupuhallusuuneihin. Nämä uunit vaativat tulenkestäviä materiaaleja, joilla on korkea huoneenlämpötilan puristuslujuus, eroosionkestävyys, pelkistyskestävyys ja lämpöiskun kestävyys. Näitä ei ole saatavana alkuperäisissä magnesiumoksidi-kromi tulenkestävissä materiaaleissa. Alumiinikromitiilen etuna on hyvä korkean lämpötilan suorituskyky, vahva eroosionkestävyys, korroosionkestävyys jne., ja sitä käytetään pääasiassa uunin kuonalinjassa ei-rautametalliteollisuudessa. Kuitenkin olemassa olevilla tavallisilla kromikuonan tulenkestävillä aineilla on huono pelkistysreaktion ja lämpöshokin kestävyys, mikä ei voi täyttää näiden uunien vaatimuksia.
Alumiinikromikuona on sivutuote, jota syntyy metallisen kromin sulatuksessa. Sen pääfaasi on kiinteä -Al2O3:n ja Cr2O3:n liuos. Al2O3:n ja Cr2O3:n kokonaismäärä kemiallisessa koostumuksessa on yleensä suurempi tai yhtä suuri kuin 90 prosenttia (w), mikä on suorituskyvyltään Erinomainen tulenkestävä materiaali. Alumiinikromikuonasta voidaan valmistaa kromikuonatiiliä ja käyttää ei-rautauunien työvuorauksessa. Alumiinikromikuonan epäpuhtauksien Na2O, Fe2O3, Si O2 ja metallinen Cr pitoisuus on kuitenkin suhteellisen korkea ja epästabiili, mikä vaikuttaa sen käyttövaikutukseen.
Tässä työssä käytettiin raaka-aineina alumiini-kromikuonaa, alumiinioksidia ja vähäkromimalmia ja alumiini-kromimateriaalin uudelleensynteesikoe suoritettiin sähkösulatusmenetelmällä. Sitten kromi-zirkoniumkorunditiilet valmistettiin sekoittamalla sulatettua alumiinia ja kromimateriaaleja sulatetun zirkoniummulliitin kanssa keskittyen sulatetun zirkoniummulliitin määrän vaikutukseen kromi-zirkoniumkorunditiilien lämpöiskun kestävyyteen.
1 Sulatetun alumiinikromimateriaalin synteesikoe
1.1 Raaka-aineet
Raaka-aineita ovat alumiinikromikuona, alumiinioksidijauhe ja vähäkromipitoinen malmi, jonka hiukkaskoko on enintään 1 mm. Alumiinikromikuonan pääfaasit ovat kromikorundi, -Al2O3 ja metallinen Cr. Alumiinikromikuonan ja vähäkromimalmin kemiallinen koostumus vaihtelee hieman riippuen käytetystä 300 kVA kuoritusta sähköuunista ja 6 300 kVA kaatovoimasta sähköuunista.
1.2 Testausmenetelmät ja tulokset
1.2.1 300 kVA kuorittavan sähköuunin sähkösulatuskoe
Käyttäen alumiinikromikuonaa, alumiinioksidijauhetta ja vähäkromimalmia raaka-aineina, suunniteltiin kolme testisuhdetta. Sekoita ainekset testisuhteen mukaan ja sekoita tasaiseksi. Ota noin 1 000 kg seosta, laita se 300 kVA:n kuorivaan sähköuuniin ja sulata 1 900-2 100 asteessa. Na2O:n ja muiden epäpuhtauksien haihduttamiseksi sulatusprosessin aikana suunnitellaan erilaisia ​​sulatus- ja jalostusaikoja. Kaikkiaan testattiin 3 uunia, jotka jäähdytettiin luonnollisella jäähdytyksellä uunilla. Tarkkailemalla fritin ulkonäköä havaitaan, että ylä- ja alaosat ovat tiheitä ja kuonaydin on hunajakennomainen. Jokainen näyte sisältää pienen määrän metallista Cr. Kun otetaan huomioon valmistuskustannukset ja tuotteen suorituskyky kokonaisvaltaisesti, todetaan, että massatestin raaka-ainesuhde on 3#, sulatusaika on 8 tuntia ja jauhatusaika on suurempi tai yhtä suuri kuin 40 min.
1.2.2 6 300 k VA dumping sähköuunin sähkösulatuskoe
Pienen mittakaavan kokeellisen sähköuunin rajoitetun sulatuslämpötilan, pienen uunin rungon ja lyhyen pitoajan vuoksi hunajakennokuona-ydinmateriaalia sähkösulatusmateriaalin keskiosassa on enemmän. Siksi 6 300 k VA:n tyhjennyssähköuunissa 2 100 ~ 2 200 asteessa suoritettiin suuri erä raaka-aineiden sähköfuusiosynteesitesti. Raaka-aineina käytetään taulukon 4 alumiinikromikuonaa, alumiinioksidijauhetta ja vähän kromia sisältävää malmia, ja ne kolme eristetään massasuhteen 12:3:5 mukaisesti ja yhteinen materiaali on 18 tonnia. Sulatusaika on 8 tuntia ja jauhatusaika on suurempi tai yhtä suuri kuin 40 minuuttia. Kaada sähkösulatettu materiaali vastaanottopussiin ja pura se pakkauksesta luonnollisen jäähdytyksen jälkeen 72 tunnin ajan. Murskattaessa ja valittaessa havaittiin, että materiaali yläosassa, alaosassa ja elektrodin ympärillä on suhteellisen tiheää, kovaa ja tasaisesti sulanutta; keskiosan materiaalissa on suuret huokoset, mutta rakenne on kova; pohjassa on pieni määrä hiiltä sisältävää ferrokromisakkaa.
Sulatetun alumiinin ja kromimateriaalin kemiallinen analyysi perustuu raaka-aineiden kemialliseen koostumukseen ja testisuhteeseen. {0}},28 prosenttiin (w), mikä osoittaa, että noin 80 prosenttia Na2O:sta haihtui sulatusprosessin aikana; Fe2O3-pitoisuus laski 6,3 prosentista (w) annostuksen aikana 0,27 prosenttiin (w) sulatuksen jälkeen; metallin Cr-pitoisuus muuttui erästä Sulatuksen 2,48 % (w) laskee 0,64 %:iin (w) sulatuksen jälkeen. Lukuun ottamatta osaa pienemmästä Cr2O3:ksi hapettuneesta metallista, loput muodostavat ferrokromia Fe2O3:n kanssa ja laskeutuvat vastaanottavan pakkauksen pohjalle. Metallisen Cr:n pitoisuutta pienennetään, mikä voi tehokkaasti välttää metallisen Cr:n hapettumisen aiheuttaman laajenemisen ja rakenteellisen löysyyden komposiittimateriaalin käytön aikana. Voidaan nähdä, että sähköfuusiosynteesi voi tehokkaasti poistaa epäpuhtaudet Na2O, Fe2O3 ja Cr alumiinikromikuona-raaka-aineista ja saada alumiinikromikomposiittimateriaalin, jonka Na2O- ja Fe2O3-pitoisuus on pienempi, mikä parantaa kromiöljyn suorituskykyä korkeissa lämpötiloissa. sen valmistamaa tulenkestävää.
2 Kromi-zirkonium-korunditiilien valmistuksen testi sulatetuilla alumiini-kromimateriaaleilla
2.1 Raaka-aineet ja näytteen valmistelu
Testimateriaalit sisältävät syntetisoituja sulatettuja alumiini- ja kromihiukkasia (hiukkaskoko {{0}}, 3-1, enintään 1 mm) ja hienojakoista jauhetta (alle 0,088 mm). yllä olevalla tyhjennysuunitestillä ja sulatettuja zirkoniummulliittihiukkasia (hiukkaskoko 3- 1 mm), aktiivista -Al2O3-jauhetta ja fosforihappoa.
Sekoita ainekset testisuhteen mukaan ja aseta ne yli 48 tunniksi sekoittamisen jälkeen. 630 t sähköruuvipuristimella muodostettiin 230 mm × 114 mm × 65 mm tiiliä, kuivattiin 80-100 asteessa 24 tuntia ja poltettiin 45 m3:n sukkulauunissa 1550 asteessa 22 tuntia.
2.2 Suorituskykytestaus ja tulokset
Testaa näytteen bulkkitiheys, näennäinen huokoisuus, puristuslujuus huoneenlämpötilassa ja kuorman pehmenemisen aloituslämpötila (0,2 MPa kuorma) tavanomaisten standardien mukaisesti. Lämpösokinkestävyyttä testattiin ilmajäähdytteisellä menetelmällä. Näytteen koko oli 114 mm × 40 mm × 40 mm ja lämpöshokin lämpötila 950 astetta (lämmön säilyvyys 30 min). Kuorman pehmenemislämpötilaa lukuun ottamatta jokainen tuote testataan kahdesti rinnakkain. Jokaisen näytteen irtotiheydessä, näennäishuokoisuudessa, normaalilämpötilassa puristuslujuudessa ja kuormituksen pehmenemisen aloituslämpötilassa on hyvin vähän eroa, mutta lämpöiskun kestävyys on melko erilainen: testi sulatetulla zirkoniummulliitilla, johon on lisätty 10 prosenttia (w) Lämpösokkien lukumäärä näytteestä CZA-1 on 56 ja 51, ja lämpöiskujen määrä näytteessä CZA-2, johon on lisätty 5 prosenttia (w) sulatettua zirkoniummulliittia, on 13 ja 17 ilman lisäystä sulatettua zirkoniummulliittia. Laishista peräisin olevan näytteen CZA-3 lämpöshokkien määrä on vain 4 ja 5. Voidaan nähdä, että kun sulatetun zirkoniummulliitin lisäysmäärä on 10 prosenttia (w), ilmajäähdytteinen lämpöshokkivastus on huomattavasti parempi kuin sulatettu zirkoniummulliitti 5 prosentin (w) kanssa ilman lisäystä.
3 Johtopäätös
(1) Käyttämällä raaka-aineina alumiinikromikuonaa, alumiinioksidijauhetta ja vähäkromimalmia, sekoittamalla massasuhteella 12:3:5, sulattamalla kaatouunissa 2 000-2 200 asteessa 8 tuntia, saatu sulatettu alumiini kromi materiaali Rakenne on kompakti ja epäpuhtauksien Na2O, Fe2O3, Si O2 ja metallisen Cr pitoisuus on vähentynyt merkittävästi.
(2) Käyttämällä sulatettuja alumiinikromipellettejä ja hienojakoista jauhetta pääraaka-aineina, lisäämällä 10 prosenttia sulatettuja zirkoniummulliittipellettejä (3 ~ 1 mm), valmistettujen kromizirkoniumkorunditiilien lämpöiskunkesto (950 astetta, ilmajäähdytys) kasvaa. 56 kertaa, hyvä lämpöiskun kestävyys.