アルミニウム クロム スラグを使用して、非鉄金属精錬用のクロム-ジルコニウム コランダム レンガを製造する

非鉄金属キルン用耐火物は、鉛、亜鉛、スズを製錬する発煙炉や側面吹き炉用耐火物など、過酷な環境で使用されます。 これらのキルンには、高い室温圧縮強度、耐侵食性、耐還元性、耐熱衝撃性を備えた耐火材料が必要です。 これらは、元のマグネシア クロム耐火物では利用できません。 アルミニウム クロム レンガは、優れた高温性能、強力な耐侵食性、耐腐食性などの利点があり、主に非鉄冶金産業のキルンのスラグ ラインで使用されます。 しかし、既存の一般的なクロムスラグ耐火物は、還元反応や熱衝撃に対する耐性が低く、これらのキルンの要件を満たすことができないという問題があります。
アルミクロムスラグは、金属クロムを製錬する際に発生する副産物です。 その主な相は、-Al2O3 と Cr2O3 の固溶体です。 化学組成中の Al2O3 と Cr2O3 の総量は一般に 90 パーセント (w) 以上であり、これは優れた耐火材料です。 アルミニウム クロム スラグは、クロム スラグ レンガにでき、非鉄キルンの作業用ライニングに使用できます。 しかし、アルミニウムクロムスラグ中の不純物Na2O、Fe2O3、SiO2および金属Crの含有量は比較的高く、不安定であり、その使用効果に影響を与えます。
この作業では、アルミニウムクロムスラグ、アルミナ、および低クロム鉱石を原料として使用し、アルミニウムクロム材料の再合成実験を電気溶解法によって実施しました。 次に、クロム-ジルコニウムコランダムれんがの耐熱衝撃性に対する溶融ジルコニウムムライトの量の影響に焦点を当てて、溶融アルミニウムおよびクロム材料を溶融ジルコニウムムライトとブレンドすることにより、クロム-ジルコニウムコランダムれんがを調製しました。
1 溶融アルミニウムクロム材料の合成試験
1.1 原材料
原材料は、アルミニウムクロムスラグ、アルミナ粉末、および粒径1mm以下の低クロム鉱石です。 アルミニウム クロム スラグの主な相は、クロム コランダム、-Al2O3、および金属 Cr です。 アルミニウムクロムスラグと低クロム鉱石の化学組成は、使用する300kVAの砲撃電気炉と6 300kVAの投棄電気炉によってわずかに異なります。
1.2 試験方法と結果
1.2.1 300kVA 砲撃電気炉の電気溶解試験
アルミニウム クロム スラグ、アルミナ粉末、および低クロム鉱石を原材料として使用して、3 つの試験比率が設計されました。 試験比率に従って成分を混合し、均一に混合する。 約1 000 kgの混合物を取り、300k VAの砲撃電気炉に入れ、1 900-2 100度で製錬します。 製錬工程でNa2Oなどの不純物を揮発させるため、製錬と精製の時間をずらして設計しています。 合計 3 台の炉をテストし、炉による自然冷却で冷却しました。 フリットの外観を観察すると、上部と下部が緻密で、スラグのコアがハニカム状になっていることがわかります。 各サンプルには少量の金属 Cr が含まれています。 製造コストと製品性能を総合的に考慮すると、質量試験における原料比率は 3#、製錬時間は 8 時間、精製時間は 40 分以上と判断されます。
1.2.2 6 300 k VAダンピング電気炉電気溶解試験
小規模実験用電気炉の製錬温度が限られているため、炉体が小さく、保持時間が短いため、電気溶解材料の中央部にあるハニカムスラグコア材料が多くなります。 そこで、2 100～2 200度の6 300k VAダンピング電気炉で、大量の原料電融合成試験を行った。 表4のアルミニウムクロムスラグ、アルミナ粉末、低クロム鉱石を原料として使用し、3つを12：3：5の質量比でバッチ処理し、共通材料は18トンです。 製錬時間は 8 時間、精製時間は 40 分以上です。 電融物を受入袋に投入し、72時間自然冷却後開梱します。 粉砕して選択すると、電極の上部、下部、および周囲の材料が比較的密で硬く、均一に融合していることがわかりました。 中間部の素材は気孔が大きいが、手触りは硬め。 底部に少量の炭素含有フェロクロム堆積物があります。
溶融アルミニウムおよびクロム材料の化学分析は、原材料の化学組成と試験比率に基づいています。 {{0}}.28 パーセント (w) で、製錬プロセス中に約 80 パーセントの Na2O が揮発したことを示しています。 Fe2O3 含有量は、バッチ処理中の 6.3 パーセント (w) から製錬後の 0.27 パーセント (w) に減少しました。 金属 Cr 含有量がバッチ処理から変更されました。製錬の 2.48 パーセント (w) は、製錬後に 0.64 パーセント (w) に減少します。 Cr2O3 に酸化された小さな金属 Cr の一部を除いて、残りは Fe2O3 とフェロクロムを形成し、受け入れパッケージの底に沈みます。 金属Crの含有量が減少し、複合材料の使用中に金属Crの酸化によって引き起こされる膨張と構造の緩みを効果的に回避できます。 電融合成は、アルミニウム クロム スラグ原料中の不純物 Na2O、Fe2O3、および Cr を効果的に除去し、Na2O および Fe2O3 含有量の低いアルミニウム クロム複合材料を得ることができ、それによって高温性能が向上することがわかります。それによって準備される耐火物。
2 溶融アルミニウム-クロム材料を使用したクロム-ジルコニウム コランダム煉瓦の製造試験
2.1 原材料とサンプル調製
試験材料には、溶融アルミニウムおよびクロム粒子 (粒径 {{0}}、3-1、1 mm 以下) および微粉末 (0.088 mm 以下) が合成されています。上記のダンピング炉試験により、溶融ジルコニウムムライト粒子（粒子サイズ3- 1 mm）、活性-Al2O3粉末およびリン酸。
試験比率に従って成分を混合し、混合後48時間以上置く。 630t電動スクリュープレスで230mm×114mm×65mmの煉瓦を成形し、80-100度で24時間乾燥し、45m3のシャトルキルンで1550度で22時間焼成した。
2.2 性能試験と結果
従来の基準に従って、サンプルのかさ密度、見かけの気孔率、室温での圧縮強度、および荷重軟化の開始温度 (0.2 MPa 荷重) をテストします。 耐熱衝撃性試験には空冷方式を採用しました。 試料サイズは114mm×40mm×40mm、熱衝撃温度は950度(保温30分)。 荷重軟化温度を除いて、各項目は 2 回並行してテストされます。 かさ密度、見かけの気孔率、常温圧縮強度、荷重軟化開始温度は各サンプルともほとんど差がありませんが、耐熱衝撃性は大きく異なります。溶融ジルコニウムムライトを10%添加した試験 (w) 熱衝撃回数サンプル CZA-1 の熱衝撃回数は 56 回と 51 回であり、溶融ジルコニウムムライトを 5% (w) 添加したサンプル CZA-2 の熱衝撃回数は、無添加で 13 回と 17 回です。溶融ジルコニウムムライトの。 ライシのサンプル CZA-3 の熱衝撃回数は 4 回と 5 回のみです。溶融ジルコニウム ムライトの添加量が 10% (w) の場合、空冷熱衝撃抵抗はこれは、5 パーセント (w) の無添加の溶融ジルコニウムムライトよりもはるかに優れています。
3 結論
(1) アルミニウムクロムスラグ、アルミナ粉末、低クロム鉱石を原料とし、質量比12:3:5で混合し、2 000-2 200度のダンプ炉で8時間製錬し、得られた溶融物アルミニウム クロム材料 構造がコンパクトで、不純物 Na2O、Fe2O3、Si O2、および金属 Cr の含有量が大幅に削減されています。
(2)溶融アルミクロムペレットと微粉末を主原料とし、溶融ジルコニウムムライトペレット(3~1mm)を10%添加することで、作製したクロムジルコニウムコランダム煉瓦(950度、空冷)の耐熱衝撃性がアップ～56回、優れた耐熱衝撃性。