UTILISATION DE SCORIES D'ALUMINIUM ET DE CHROME POUR LA FABRICATION DE BRIQUES DE CORINDON AU CHROME-ZIRCONIUM POUR L'ÉTALINE DE MÉTAUX NON FERREUX

Les réfractaires pour les fours à métaux non ferreux fonctionnent dans des environnements difficiles, tels que les fours de fusion pour la fusion du plomb, du zinc et de l'étain, et les réfractaires pour les fours à soufflage latéral. Ces fours nécessitent des matériaux réfractaires avec une résistance à la compression élevée à température ambiante, une résistance à l'érosion, une résistance à la réduction et une résistance aux chocs thermiques. Ceux-ci ne sont pas disponibles dans les réfractaires magnésie-chrome d'origine. La brique en aluminium chromé présente les avantages d'une bonne performance à haute température, d'une forte résistance à l'érosion, à la corrosion, etc., et est principalement utilisée dans la ligne de laitier du four dans l'industrie métallurgique non ferreuse. Cependant, les réfractaires courants à base de laitier de chrome présentent des problèmes de faible résistance à la réaction de réduction et aux chocs thermiques, qui ne peuvent pas répondre aux exigences de ces fours.
Le laitier d'aluminium et de chrome est un sous-produit produit lors de la fusion du chrome métallique. Sa phase principale est une solution solide de -Al2O3 et Cr2O3. La quantité totale d'Al2O3 et de Cr2O3 dans la composition chimique est généralement supérieure ou égale à 90 % (w), ce qui est un matériau réfractaire aux performances excellentes. Les scories d'aluminium et de chrome peuvent être transformées en briques de scories de chrome et utilisées dans le revêtement de travail des fours non ferreux. Cependant, la teneur en impuretés Na2O, Fe2O3, Si O2 et Cr métallique dans le laitier de chrome d'aluminium est relativement élevée et instable, ce qui affecte son effet d'utilisation.
Dans ce travail, des scories d'aluminium-chrome, de l'alumine et du minerai à faible teneur en chrome ont été utilisés comme matières premières, et l'expérience de resynthèse du matériau aluminium-chrome a été réalisée par la méthode de fusion électrique. Ensuite, des briques de corindon de chrome-zirconium ont été préparées en mélangeant des matériaux d'aluminium et de chrome fondus avec de la mullite de zirconium fondu, en se concentrant sur l'influence de la quantité de mullite de zirconium fondu sur la résistance aux chocs thermiques des briques de corindon de chrome-zirconium.
1 Test de synthèse du matériau aluminium-chrome fondu
1.1 Matières premières
Les matières premières sont des scories d'aluminium et de chrome, de la poudre d'alumine et du minerai à faible teneur en chrome avec une granulométrie inférieure ou égale à 1 mm. Les principales phases du laitier d'aluminium et de chrome sont le corindon de chrome, -Al2O3 et le Cr métallique. La composition chimique des scories d'aluminium et de chrome et du minerai à faible teneur en chrome varie légèrement en fonction du four électrique de décorticage de 300 k VA utilisé et du four électrique de décharge de 6 300 k VA.
1.2 Méthodes d'essai et résultats
1.2.1 Essai de fusion électrique du four électrique de décorticage de 300 kVA
En utilisant des scories d'aluminium et de chrome, de la poudre d'alumine et du minerai à faible teneur en chrome comme matières premières, trois rapports d'essai ont été conçus. Mélanger les ingrédients selon le rapport de test et mélanger uniformément. Prenez environ 1 000 kg du mélange, placez-le dans un four électrique de bombardement de 300 000 VA et faites-le fondre à 1 900-2 100 degré . Afin de volatiliser le Na2O et d'autres impuretés pendant le processus de fusion, différents temps de fusion et d'affinage sont conçus. Au total, 3 fours ont été testés, et ils ont été refroidis par refroidissement naturel avec le four. En observant l'aspect de la fritte, on constate que les parties supérieure et inférieure sont denses, et que le noyau de laitier est en forme de nid d'abeille. Chaque échantillon contient une petite quantité de Cr métallique. Compte tenu du coût de fabrication et des performances du produit dans leur ensemble, il est déterminé que le rapport des matières premières dans le test de masse est de 3 #, le temps de fusion est de 8 h et le temps d'affinage est supérieur ou égal à 40 min.
1.2. 2 6 300 Test de fusion électrique du four électrique de décharge k VA
En raison de la température de fusion limitée du four électrique expérimental à petite échelle, du petit corps du four et du court temps de maintien, le matériau de noyau de laitier en nid d'abeille dans la partie médiane du matériau de fusion électrique est plus. Par conséquent, dans un four électrique de décharge de 6 300 k VA à 2 100 ~ 2 200 degré, un grand lot de test de synthèse par électrofusion de matières premières a été effectué. Les scories d'aluminium et de chrome, la poudre d'alumine et le minerai à faible teneur en chrome du tableau 4 sont utilisés comme matières premières, et les trois sont regroupés selon le rapport massique de 12: 3: 5, et le matériau commun est de 18 tonnes. Le temps de fusion est de 8 h, et le temps d'affinage est supérieur ou égal à 40 min. Versez le matériau électrofondu dans le sac de réception et déballez-le après un refroidissement naturel de 72 heures. Lors de l'écrasement et de la sélection, il a été constaté que le matériau sur la partie supérieure, la partie inférieure et autour de l'électrode est relativement dense, dur et uniformément fondu ; le matériau de la partie médiane a de grands pores, mais la texture est dure; il y a une petite quantité de dépôt de ferrochrome contenant du carbone au fond.
L'analyse chimique du matériau d'aluminium et de chrome fondu est basée sur la composition chimique des matières premières et le rapport d'essai. À {{0}}.28 % (w), ce qui indique qu'environ 80 % du Na2O s'est volatilisé pendant le processus de fusion ; la teneur en Fe2O3 est passée de 6,3 % (w) pendant le dosage à 0,27 % (w) après la fusion ; la teneur en Cr métallique a changé par rapport au dosage. Les 2,48 % (w) de la fusion sont réduits à 0,64 % (w) après la fusion. À l'exception d'une partie du plus petit métal Cr oxydé en Cr2O3, le reste forme du ferrochrome avec Fe2O3 et se dépose au fond de l'emballage récepteur. La teneur en Cr métallique est réduite, ce qui permet d'éviter efficacement la dilatation et le relâchement structurel provoqués par l'oxydation du Cr métallique lors de l'utilisation du matériau composite. On peut voir que la synthèse par électrofusion peut éliminer efficacement les impuretés Na2O, Fe2O3 et Cr dans les matières premières de laitier de chrome d'aluminium et obtenir le matériau composite aluminium-chrome avec une teneur inférieure en Na2O et Fe2O3, améliorant ainsi les performances à haute température du réfractaire préparé par elle.
2 Essai de préparation de briques de corindon chrome-zirconium avec des matériaux fusionnés aluminium-chrome
2.1 Matières premières et préparation des échantillons
Les matériaux d'essai comprennent des particules d'aluminium et de chrome fondues (taille des particules de {{0}}, 3-1, inférieure ou égale à 1 mm) et une poudre fine (inférieure ou égale à 0,088 mm) synthétisée par l'essai de four à bascule ci-dessus, et des particules de mullite de zirconium fondu (taille des particules de 3- 1 mm), de la poudre de -Al2O3 actif et de l'acide phosphorique.
Mélangez les ingrédients selon le rapport de test et placez-les pendant plus de 48 heures après le mélange. Une presse à vis électrique de 630 t a été utilisée pour former des briques de 230 mm × 114 mm × 65 mm, séchées à 80-100 degrés pendant 24 heures et cuites dans un four à navette de 45 m3 à 1550 degrés pendant 22 heures.
2.2 Tests de performance et résultats
Testez la densité apparente, la porosité apparente, la résistance à la compression à température ambiante et la température de début de ramollissement de la charge (0 charge de 0,2 MPa) de l'échantillon selon les normes conventionnelles. La méthode refroidie par air a été utilisée pour tester la résistance aux chocs thermiques. La taille de l'échantillon était de 114 mm × 40 mm × 40 mm et la température de choc thermique était de 950 degrés (conservation de la chaleur 30 min). A l'exception de la température de ramollissement de la charge, chaque élément est testé deux fois en parallèle. Chaque échantillon a très peu de différence dans la densité apparente, la porosité apparente, la résistance à la compression à température normale et la température de début de ramollissement de la charge, mais la résistance aux chocs thermiques est assez différente : le test avec de la mullite de zirconium fondu ajoutée à 10 % (w) Le nombre de chocs thermiques de l'échantillon CZA-1 est de 56 et 51, et le nombre de chocs thermiques de l'échantillon CZA-2 avec l'ajout de 5 % (w) de mullite de zirconium fondu est de 13 et 17, sans l'ajout de mullite de zirconium fondu. Le nombre de chocs thermiques de l'échantillon CZA-3 de Laishi n'est que de 4 et 5. On peut voir que lorsque la quantité d'ajout de mullite de zirconium fondu est de 10 % (w), la résistance aux chocs thermiques refroidis par air est significativement meilleure que celle de la mullite de zirconium fondu avec 5 pour cent (w) et sans ajout.
3Conclusion
(1) Utilisation de laitier de chrome d'aluminium, de poudre d'alumine et de minerai à faible teneur en chrome comme matières premières, mélange avec un rapport massique de 12: 3: 5, fusion dans un four de décharge à 2 000-2 200 degré pendant 8 heures, le fondu obtenu matériau aluminium chrome La structure est compacte et la teneur en impuretés Na2O, Fe2O3, Si O2 et Cr métallique est considérablement réduite.
(2) En utilisant des pastilles de chrome en aluminium fondu et de la poudre fine comme matières premières principales, en ajoutant 10% de pastilles de mullite de zirconium fondu (3 ~ 1 mm), la résistance aux chocs thermiques des briques de corindon de chrome et de zirconium préparées (950 degrés, refroidissement à l'air) jusqu'à à 56 fois, bonne résistance aux chocs thermiques.