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    所在位置:首页 > 公司吉林省11选5走势图 > 耐火知识 > 环保炮泥中,钛铝酸钙取代棕刚玉是否可行
    编辑:admin   分类:耐火知识   发布:2020-01-13 17:11   浏览:
    摘要: 环保炮泥中,钛铝酸钙取代棕刚玉是否可行 ...
    炮泥是保证高炉出铁顺利进行的关键耐火材料,起到堵塞出铁口,延长出铁口深度,保护炉缸侧墙的作用 。传统炮泥多采用煤焦油和煤沥青作为结合剂,在高温使用过程中产生大量烟气,导致炉前作业环境差,且烟气中含有强致癌物质苯并[a]芘(BaP),对人体健康产生巨大危害 。随着环保意识的提高,越来越多的科研工作者开始呼吁使用环保型炮泥 。钛铝酸钙作为炉外冶炼法生产钛铁合金的炉渣,是一种多物相复合材料,多年来一直被作为废弃物堆放,不但占用大量的土地资源,而且还会对土壤和水资源造成难以修复的破坏 。因 此,为响应“和谐美丽”的国家发展战略,降低炮泥成本,实现固废资源的循环利用,文章首先对钛铝酸钙的各项性能进行了研究,之后探究了钛铝酸钙取代棕刚玉在炮泥中使用的可行性,分析了钛铝酸钙加入量对炮泥性能的影响 。
    钛铝酸钙的性能研究
    1.1 理化性能
    钛铝酸钙中主要化学成分有AlO、CaO与TiO,还含有少量的SiO2、MgO、FeO等杂质成分,且AlO的含量达到70wt%以上,颗粒体积密度较高 。
    1.2物相组成
    常温下钛铝酸钙主晶相为CA,Ca((Al0.84Ti0.16))6O19和CA 。CA、CA作为Ca-Al体系中的AlO含量较高的物相,其熔点很高,性能优良,广泛应用于耐火材料相关领域 。经过1400℃热处理后如图2(b)所示,钛铝酸钙中的Ca((Al0.84Ti0.16))O19和CA物相基本消失,出现了TiO、CaTiO和AlO物相 。说明试样随着温度的升高,Ca((Al0.84Ti0.16)2)O19不稳定发生分解,生成了TiO、CaTiO和AlO,CA的消失也说明CA与AlO发生了反应生成了CA 。
    钛铝酸钙在环保炮泥中的应用研究
    2.1实验原料及方案
    制备环保炮泥所采用的主要原料为:粒度为3~1、1~0mm、200目的棕刚玉、钛铝酸钙;粒度为1~0mm、200目和800目的碳化硅;粒度≤3mm的焦炭;混合细粉为粒度为200目的粘土、绢云母、氮化硅铁、高温环保沥青以及粒度为60~120目的蓝晶石,结合剂采用环保树脂 。钛铝酸钙取代棕刚玉的含量分别为0、35%、100%制备4组试样,依次标注为R0、T0、T1、T2 。控制炮泥的马夏值一致后出料并记录所加入的树脂量 。按照GB/T2997-2000(2004)测定试样的体积密度和显气孔率;按照GB/T3001-2000测定试样的常温耐压强度;按照GB/T5988-2004测定试样的线变化率 。
    2.2钛铝酸钙对炮泥性能的影响
    钛铝酸钙加入后对炮泥常温物理性能的影响 。
    钛铝酸钙原料本身的显气孔率高于棕刚玉(6.1%),密度低于棕刚玉(3.53g/cm3),故炮泥在引入钛铝酸钙后显气孔率增加,体积密度降低 。T1试样显气孔率最大的原因 :一方面是由于树脂加入量最多,碳化后产生的收缩最大;另一方面是由于钛铝酸钙与棕刚玉热膨胀系数不同,在加热过程中,由于热膨胀系数失配会导致试样内部产生裂纹 。T1试样中钛铝酸钙取代棕刚玉量达75.9%,因 此试样内部生成由于热膨胀系数不一致所导致的微裂纹最多,而T2试样骨料仅含钛铝酸钙,大颗粒热膨胀系数单一,裂纹产生量较少 。因 此,T1试样显气孔率最大,体积密度和耐压强度最低 。
    试样在经过1400℃热处理后蓝晶石的分解和SiO2与AlO反应会生成莫来石,而钛铝酸钙则会发生如上述图2和式(1)所示反应,其所含的CA2与原料中的AlO发生反应生成CA6相 。莫来石和CA6的生成大大弥补了结合剂碳化和烧结过程产生的收缩,产生一定体积膨胀,加入量越多,相应的膨胀量越大,故膨胀量T2>T1>T0 。对于钛铝酸钙含量不同的炮泥试样,随着温度的升高结合剂碳化,使得显气孔率大大增加,体积密度大大降低 。当温度达到1400℃后,由于莫来石和CA6的生成产生的体积膨胀抵消了部分气孔,由引入的钛铝酸钙杂质相含量较高,在高温作用下会促进液相烧结,进而填充一定的气孔,使得显气孔率得以降低,体积密度有所增加 。
    结 语
    (1)钛铝酸钙的主要化学成分为AlO,主要物相组成为CA6,Ca((Al0.84Ti0.16))6O19和CA,具有良好的理化性能 。
    (2)将钛铝酸钙取代棕刚玉加入环保炮泥中,保持试样的马夏值不变,随着结合剂加入量的增加,试样的显气孔率增大,体积密度降低,常温耐压强度也有所下降;仅取代大颗粒时试样的各项性能变化不大 。
    (3)从降低成本、保护环境、资源的再生利用角度考虑,钛铝酸钙取代棕刚玉在炮泥中的应用具有可行性 。

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