ВИКОРИСТАННЯ АЛЮМІНІЄВОГО ХРОМОШЛАКУ ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА ХРОМОЦИРКОНІЄВО-КОРУНДОВОЇ ЦЕГЛИ ДЛЯ ВИПЛАВКИ КОЛЬОРОВИХ МЕТАЛІВ

Вогнетриви для печей для випалювання кольорових металів працюють у суворих умовах, наприклад у печах для виплавки свинцю, цинку та олова, а також вогнетривів для печей із бічним видуванням. Для цих печей потрібні вогнетривкі матеріали з міцністю на стиск при високій кімнатній температурі, стійкістю до ерозії, стійкістю до відновлення та стійкістю до термічного удару. Вони відсутні в оригінальних магнезіально-хромових вогнетривах. Алюмінієва хромована цегла має такі переваги, як хороші високотемпературні характеристики, стійкість до ерозії, стійкість до корозії тощо, і в основному використовується в шлаковій лінії печі в кольоровій металургійній промисловості. Однак існуючі звичайні вогнетриви з хромового шлаку мають проблеми з низькою стійкістю до реакції відновлення та термічного удару, що не може відповідати вимогам цих печей.
Алюмінієво-хромовий шлак є побічним продуктом, який утворюється при виплавці металевого хрому. Його основною фазою є твердий розчин -Al2O3 і Cr2O3. Загальна кількість Al2O3 і Cr2O3 у хімічному складі, як правило, більше або дорівнює 90 відсоткам (w), що є чудовим вогнетривким матеріалом. Алюмінієво-хромовий шлак може бути виготовлений у хромошлакову цеглу та використаний для робочої футеровки печей для випалювання кольорових металів. Однак вміст домішок Na2O, Fe2O3, Si O2 і металевого Cr в алюмінієво-хромовому шлаку є відносно високим і нестабільним, що впливає на ефект його використання.
В даній роботі в якості сировини використовували алюмохромовий шлак, глинозем і малохромисту руду, проводили експеримент ресинтезу алюмохромового матеріалу методом електроплавки. Потім хромо-цирконієві корундові цеглини були виготовлені шляхом змішування плавлених алюмінієвих і хромових матеріалів із плавленим цирконієвим мулітом, зосереджуючись на впливі кількості плавленого цирконієвого муліту на стійкість до термічного удару хромоцирконієвих корундових цеглин.
1 Випробування синтезу плавленого алюмінієво-хромового матеріалу
1.1 Сировина
Сировиною є алюмінієво-хромовий шлак, порошок глинозему та низькохромиста руда з розміром частинок менше або дорівнює 1 мм. Основними фазами алюмохромового шлаку є хромкорунд, -Al2O3 і металевий Cr. Хімічний склад алюмінієво-хромистого шлаку та низькохромистої руди незначно змінюється залежно від використовуваної електричної печі з обстрілом потужністю 300 k VA та електричної печі з відвалом 6 300 k VA.
1.2 Методи та результати випробувань
1.2.1 Випробування на електричне плавлення електричної печі з лущенням потужністю 300 кВА
Використовуючи алюмінієво-хромовий шлак, порошок глинозему та руду з низьким вмістом хрому як сировину, було розроблено три випробувальні співвідношення. Інгредієнти змішати відповідно до тестової пропорції та рівномірно перемішати. Візьміть близько 1 000 кг суміші, помістіть її в електричну піч потужністю 300 кВ і розплавте при 1 900-2 100 градусі. Для випаровування Na2O та інших домішок під час процесу плавлення розроблено різний час плавлення та рафінування. Всього було випробувано 3 печі, які охолоджувалися шляхом природного охолодження за допомогою печі. Спостерігаючи за зовнішнім виглядом фритти, виявляється, що верхня і нижня частини щільні, а ядро ​​шлаку має форму стільників. Кожен зразок містить невелику кількість металевого Cr. Розглядаючи всебічно вартість виробництва та продуктивність продукту, визначено, що співвідношення сировини в масовому тесті становить 3#, час плавлення становить 8 год, а час рафінування більше або дорівнює 40 хв.
1.2.2 6 300 k VA випробовування електричної плавки в електричній печі
Через обмежену температуру плавлення маломасштабної експериментальної електричної печі, малий корпус печі та короткий час витримки, стільниковий шлаковий серцевинний матеріал у середній частині електроплавильного матеріалу більше. Таким чином, у 6 300 k VA демпінговій електричній печі при 2 100 ~ 2 200 градусах було проведено випробування електрофузійного синтезу великої партії сировини. Алюмінієво-хромовий шлак, порошок глинозему та руда з низьким вмістом хрому в таблиці 4 використовуються як сировина, і три розподіляються відповідно до масового співвідношення 12:3:5, а загальний матеріал становить 18 тонн. Час плавлення становить 8 год, а час рафінування більше або дорівнює 40 хв. Перелийте електророзплавлений матеріал у приймальний мішок і розпакуйте його після природного охолодження протягом 72 годин. При дробленні та відборі було виявлено, що матеріал у верхній частині, нижній частині та навколо електрода відносно щільний, твердий і рівномірно сплавлений; матеріал в середній частині має великі пори, але текстура жорстка; на дні є невелика кількість вуглецевмісних відкладень ферохрому.
Хімічний аналіз матеріалу з плавленого алюмінію та хрому базується на хімічному складі сировини та тестовому співвідношенні. До {{0}}.28 відсотків (w), що вказує на те, що приблизно 80 відсотків Na2O випарувалося під час процесу плавлення; вміст Fe2O3 знизився з 6,3% (w) під час дозування до 0,27% (w) після плавки; вміст металу Cr змінився в порівнянні з дозуванням. 2,48 відсотка (w) плавлення знижується до 0,64 відсотка (w) після плавлення. За винятком частини меншого металу Cr, окисленого до Cr2O3, решта утворює ферохром з Fe2O3 і осідає на дні приймальної упаковки. Зменшується вміст металевого Cr, що дозволяє ефективно уникнути розширення та структурної пухкості, викликаної окисленням металевого Cr під час використання композитного матеріалу. Можна побачити, що електрофузійний синтез може ефективно видалити домішки Na2O, Fe2O3 та Cr у сировині алюмінієвого хромового шлаку та отримати алюмінієво-хромовий композитний матеріал із меншим вмістом Na2O та Fe2O3, тим самим покращуючи високотемпературні характеристики приготовлений ним вогнетрив.
2 Випробування виготовлення хромоцирконієвої корундової цегли з плавлених алюмінієво-хромових матеріалів
2.1 Підготовка сировини та зразків
Матеріали для тестування включають синтезовані частинки плавленого алюмінію та хрому (розмір частинок {{0}}, 3-1, менше або дорівнює 1 мм) і дрібний порошок (менше або дорівнює 0,088 мм). за допомогою вищевказаного випробування в печі з розвантаженням, а також розплавлених частинок муліту цирконію (розмір частинок 3- 1 мм), активного порошку -Al2O3 і фосфорної кислоти.
Змішайте інгредієнти відповідно до тестового співвідношення та поставте їх на більш ніж 48 годин після змішування. Електричний гвинтовий прес вагою 630 т використовувався для формування цегли розміром 230 мм × 114 мм × 65 мм, яку сушили при 80-100 градусах протягом 24 годин і обпалювали в печі-човнику об’ємом 45 м3 при 1550 градусах протягом 22 годин.
2.2 Тестування продуктивності та результати
Перевірте об’ємну щільність, уявну пористість, міцність на стиск при кімнатній температурі та початковій температурі розм’якшення під навантаженням (0.2 МПа навантаження) зразка відповідно до загальноприйнятих стандартів. Для перевірки стійкості до термічного удару використовувався метод повітряного охолодження. Розмір зразка становив 114 мм × 40 мм × 40 мм, а температура термічного удару становила 950 градусів (збереження тепла 30 хв). За винятком температури розм’якшення навантаження, кожен елемент випробовується двічі паралельно. Кожен зразок має дуже невелику різницю в об’ємній щільності, видимій пористості, міцності на стиск при нормальній температурі та початковій температурі розм’якшення навантаження, але стійкість до термічного удару є досить різною: випробування з плавленим цирконієвим мулітом, доданим у кількості 10 відсотків (w) Кількість термічних ударів зразка CZA-1 становить 56 і 51, а кількість термічних ударів зразка CZA-2 з додаванням 5 відсотків (w) плавленого муліту цирконію становить 13 і 17, без додавання плавленого муліту цирконію. Кількість термічних ударів зразка CZA-3 від Laishi становить лише 4 і 5. Можна побачити, що коли додана кількість плавленого муліту цирконію становить 10 відсотків (w), стійкість до теплового удару з повітряним охолодженням становить значно краще, ніж у плавленого муліту цирконію з 5 відсотками (мас.) і без додавання.
3 Висновок
(1) Використовуючи алюмінієво-хромовий шлак, порошок глинозему та руду з низьким вмістом хрому як сировину, змішуючи в масовому співвідношенні 12:3:5, плавлячи в відвантажувальній печі при 2 000-2 200 градусах протягом 8 годин, отриманий плавлений матеріал алюміній хром Структура компактна, а вміст домішок Na2O, Fe2O3, Si O2 і металевого Cr значно знижений.
(2) Використовуючи плавлені алюмінієві хромові гранули та дрібний порошок як основну сировину, додаючи 10 відсотків плавлених цирконієвих гранул муліту (3 ~ 1 мм), стійкість до термічного удару підготовленої хромо-цирконієвої корундової цегли (950 градусів, повітряне охолодження) підвищується до 56 разів, хороша стійкість до термічного удару.