原料和烧成温度对炼铜炉用铝铬砖性能的影响.pdf

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1、AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterEffectofRawMaterialsandSinteringTemperatureonthePropertiesofAlumina·-ChromeBricksUsedforCopperSmeltingFurnacesByLinlinXuSupervisor：Prof．GuotianYeProf．XijunLiuMaterialsScienceSchoolofMaterialsScienceandEngineeringMay2014学位论文原创性

2、声明㈣㈣帅IlllllllllIIUllIWY2547563本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：日期：年月日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州

3、大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：日期：年月日摘要随着我国节能环保政策的要求和有色金属工业科技的进步，铜冶炼炉衬材料的使用条件越来越苛刻，因此对耐火材料提出了更高要求。当前铜冶炼工业中广泛采用镁铬质耐火材料，但镁铬砖中的方镁石容易同铜渣反应，降低了镁铬砖的抗渣性能。有研究结果表明，在铜冶炼炉上，由铝铬渣制备的铝铬砖使用性能优于普通烧结镁铬砖

4、。当前，关于铝铬砖的研究还比较少，并且没有进行过原料和制备工艺的系统研究。本课题以刚玉和铬精矿为主要原料，通过对材料常温物理性能、抗热震性和抗渣性的研究，并结合材料的物相组成和显微结构分析，讨论了刚玉原料、烧结温度、添加剂(脱硅锆和a．A1203)等因素对铝铬砖性能的影响。本文分别选用板状刚玉、白刚玉、亚白刚玉及棕刚玉作为主要原料，同时加入铬精矿，以磷酸盐为结合剂，制备了铜冶炼炉用铝铬质耐火材料。试验结果表明，棕刚玉由于原料的体积密度最高，材料内的杂质可以促进液相烧结，材料的致密性最好，并且材料具有较高的耐压强度和抗热震性。综合考虑，棕刚玉可以满足铝铬砖性能要

5、求而且性价比最优，适于铝铬砖的制备。使用棕刚玉为骨料制备铝铬砖，分别在1460℃、1500℃、1540℃、1580℃、1620℃下烧成，研究了烧成温度对铝铬砖性能的影响。结果表明：随着烧成温度提高，材料的烧结性能得到改善，1580℃时材料的显气孔率最低，材料的体积密度和耐压强度最高，抗铜渣侵蚀性好，但抗热震性较差。当烧成温度提高至1620℃时，材料的常温性能和抗渣性变化不大，但抗热震性下降。在铝铬砖中引入一定量的脱硅锆和0【．A1203微粉，研究了两种添加剂加入量对铝铬砖烧成后的常温物理性能的影响，并通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)和X．射线衍射(

6、XRD)，分析了加入两种添加剂对铝铬砖抗热震性和抗铜渣性等高温性能的影响，实验结果表明：加入脱硅锆有利于砖体的致密度和强度提高，加入3％时材料的抗热震性最好。由于Zr02在冷却过程中发生马氏体相变，微裂纹增韧，提高了材料的热震稳定性，同时Zr02引入也有利于提高渣的粘度，减少铜渣对材料的侵蚀，从而提高铝铬砖的抗铜渣侵蚀性。引入0【一A1203微粉可以有效促进铝铬砖的烧结和强度增大，加入量为6％时砖体结构的致密性最好。Q-A1203微粉的填充和烧结促进作用，能够抑制熔渣的渗透，使材料的抗摘要渣性提高。通过对原料和烧成温度的系统研究，找出了适合铝铬砖制备的刚玉原料

7、和烧成温度，改进了材料的力学性能、抗热震性和抗渣性，为铝铬砖的工业化生产及其在铜冶炼炉中的应用提供了指导和依据。关键词：铝铬砖烧成温度添加剂显微结构抗渣性AbstractWiththerequirementofenergysavingpolicyandthedevelopmentofnonferrousmetalsindustryinChina，liningmaterialsincopper-smeltingfurnacesarefacingmorestringentworking．conditionswhichexpresseshigherrequireme

8、ntsforrefractories．