钛铁渣加入量对Al2O3-SiC-C铁沟浇注料性能的影响.pdf
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1、为合理利用钛铁渣进而缓解资源紧张,以矾土熟料、致密刚玉、微粉、微粉、粉为主要原料,添加质量分数分别为 、和 的钛铁渣等量替代矾土熟料,于 保温 热处理后制备了 浇注料,研究钛铁渣的加入量对浇注料性能的影响。结果表明:)随着钛铁渣加入量的增多,浇注料的体积密度降低,显气孔率增加,常温强度总体呈下降趋势,但同时会在一定程度上提高浇注料的高温抗折强度和抗热震性;)钛铁渣的引入带来过多的气孔为氧气的扩散提供了更多通道,且经氧化处理后由钛铁渣引入的杂质会生成较多液相,使得浇注料结构疏松,显著降低抗氧化性能;)钛铁渣与熔渣反应会生成镁铝尖晶石,能够阻止熔渣的进一步侵蚀,提高其抗渣侵蚀性。综合考虑,钛铁渣的
2、最佳加入量为 ()。关键词:钛铁渣;矾土熟料;浇注料;抗氧化性;抗热震性中图分类号:文献标识码:文章编号:():钛铁渣是冶炼钛铁合金产生的废渣,主要物相为六铝酸钙、二铝酸钙和钛酸钙 ,具有耐火度高、硬度高、热膨胀系数小、热导率低等优点,可作为耐火原料使用。李璐等 在矾土基浇注料中引入钛铁渣,发现添加钛铁渣的浇注料,经低温、中温及高温处理后均具备良好的性能。姜晟等 在 铁沟浇注料中以钛铁渣替代棕刚玉,研究发现当钛铁渣的替代率小于 ()时,浇注料的氧化率变化不大。铁沟浇注料具有优异的抗渣、抗氧化、抗冲刷、抗热震等性能 ,被广泛应用于高炉出铁沟。浇注料的铝源主要来自棕刚玉和矾土,而这两种原料成本较高
3、且开采不易,若以廉价的钛铁渣替代 铁沟浇注料中的矾土熟料,不仅可以降低成本,还可对钛铁渣进行回收利用。因此,本工作中拟在 铁沟浇注料中引入钛铁渣替代其中的矾土熟料,研究钛铁渣对浇注料性能的影响。试验 原料试验主要原料为:矾土熟料和钛铁渣,粒度均为 、;致密刚玉,(),粒度、;,(),粒度、;微粉,(),;微粉,(),;粉,(),粒度 ;水泥,();球状沥青等。矾土熟料和钛铁渣的理化性能见表 。表 主要原料的理化性能原料 显气孔率 体积密度()矾土熟料 钛铁渣 试样制备按表 配料后在搅拌机中干混 ,再加入占干料质量 的水湿混 ,振动浇注成型为 的长条样和 年 月第 卷 第 期 龙图:男,年生,博
4、士研究生。:通信作者:顾华志,男,年生,博士,教授。:收稿日期:编辑:李畅 耐火材料 :、中心有 孔芯的立方体坩埚样,室温下养护 后脱模,再将试样置于 烘箱中干燥 。长条试样在埋碳还原气氛下 保温 热处理,自然冷却后用于常规性能检测;立方体坩埚样在空气气氛下 保温 热处理,得到的烧后试样用于抗渣试验。表 试样配比原料 试样 试样 试样 试样 试样 试样 矾土熟料 钛铁渣 致密刚玉 微粉 粉 微粉 水泥 球状沥青 性能检测采用 型扫描电镜分析试样的显微结构;分 别 按 、检测试样的加热永久线变化、常温抗折强度、常温耐压强度、体积密度和显气孔率;按 检测试样的高温抗折强度(,)。抗热震性:按 将热
5、处理后长条试样再经 水冷热震 次后,测试样热震后的常温抗折强度,计算抗折强度保持率。抗氧化性:条状试样于空气气氛下经 保温 ,自然冷却后测量试样断面的氧化面积及总面积,以氧化率(氧化面积占总面积的百分比)表征试样的抗氧化性。抗渣性:采用静态坩埚法,在坩埚试样的内孔中加入 的高炉渣,于空气气氛下经 保温,冷却后沿坩埚中心轴切开。计算出坩埚剖面面积和被炉渣侵蚀的面积,被炉渣侵蚀的面积占坩埚剖面面积的百分比为侵蚀指数。高炉渣的化学组成()为:,。结果与分析 常规物理性能钛铁渣加入量对烧后试样体积密度、显气孔率的影响见图 。由图可知:随钛铁渣加入量的增大,烧后试样的体积密度略微下降,显气孔率显著增大。
6、结合表 可知,这是由于原料本身的差异,钛铁渣骨料的体积密度相对较低,显气孔率相对较高,因此其含量增加,致使浇注料显气孔率增大。钛铁渣加入量对烧后试样加热永久线变化的影响见图 。由图可知:经 保温 热处理后,各试样均出现膨胀;且随着钛铁渣加入量的增大,烧后试样的线变化率逐渐增大。分析认为:氧化铝与二铝酸钙反应生成六铝酸钙,伴随一定的体积膨胀;此外,钛铁渣中存在少量的金属杂质,在氧化过程中产生一定程度的体积膨胀。图 钛铁渣加入量对烧后试样体积密度和显气孔率的影响图 钛铁渣加入量对烧后试样加热永久线变化的影响钛铁渣加入量对浇注料常温强度的影响见图 。由图 可知:随钛铁渣加入量的增加,烧后试样的常温抗
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