炼铜转炉用镁铬质耐火材料侵蚀机理的研究

摘要

在火法炼铜工艺中，转炉吹炼的工作环境对所用耐火材料有苛刻的要求:炉渣以及金属铜熔体的侵蚀，较大的温度波动，流体的冲刷，以及SO2气氛的影响等均对炼铜转炉用耐火材料有较高的要求;目前，我国依然采用镁铬质耐火材料作为炼铜转炉炉衬的主要材料;而研究炼铜转炉用镁铬质耐火材料的损毁机理不论是对炼铜转炉用镁铬质耐火材料的改进亦或是最终达到炼铜转炉用耐火材料的无铬化都是有积极意义的。
　　关于炼铜转炉用镁铬质耐火材料的损毁机理，前人已经进行了较为详细的研究，然而目前对镁铬质耐火材料研究集中在对残砖的分析上，没有侵蚀机理详细研究，尤其是SO2气氛对镁铬质耐火材料的影响研究不足，仅仅是在残砖分析中发现了针状的MgSO4，并没有详细的研究。本课题的目的就是在对铜转炉用后镁铬砖进行分析的基础上，通过在铜转炉炉渣中加入不同量的S单质，在氧化气氛进行侵蚀实验来研究SO2气氛对镁铬质耐火材料抗转炉铜渣侵蚀性能的影响，并且在镁铬砖中添加镁铝尖晶石与ZrO2微粉以图改进镁铬砖抗加S转炉铜渣侵蚀的性能。
　　通过研究发现，由于砖体结构成分的不同，不同工艺的镁铬质耐火材料在不同温度下抗加S铜渣的侵蚀能力不同;添加镁铝尖晶石微粉可以很好的改善镁铬砖的物理性能和抗加S铜渣的侵蚀性;同时添加镁铝尖晶石和ZrO2微粉反而会增大镁铬质耐火材料的气孔率，然而ZrO2自身抗铁硅渣侵蚀方面表现优良。

目录

声明

摘要

1 前言

2 文献综述

2．1 火法炼铜

2．1．1 冰铜熔炼

2．1．2 冰铜的吹炼

2．1．3 火法精炼

2．1．4 火法炼铜用耐火材料

2．2 铜转炉用镁铬质耐火材料

2．3 不同镁铬质耐火材料抗热震与抗侵蚀性能对比

2．4 火法炼铜用镁铬质耐火材料侵蚀的相图分析

2．5 添加物对镁铬质耐火材料的影响

2．5．1 氧化铬对镁铬质耐火材料的影响

2．5．2 氧化铝对镁铬质耐火材料的影响

2．5．3 氧化锆对镁铬质耐火材料的影响

2．5．4 铁氧化物对镁铬质耐火材料的影响

2．6 炼铜用镁铬质耐火材料损毁机理

2．6．1 铜锍对镁铬质耐火材料损毁的影响

2．6．2 铁硅渣对镁铬质耐火材料损毁的影响

2．6．3 炼铜镁铬质耐火材料损毁机理

2．7 研究内容

3 实验

3．1 实验原料与配比

3．2 实验内容

3．3 性能检测

4 结果分析与讨论

4．1 铜转炉实际生产中炉渣和SO2对镁铬质耐火材料的侵蚀渗透

4．2 炉渣中S含量不同对不同工艺镁铬质耐火材料抗侵蚀能力的影响

4．2．1 工艺对镁铬砖抗侵蚀性能的影响

4．2．1 不同生成工艺镁铬砖抗侵蚀实验结果差异的理论分析

4．3 温度对不同镁铬质耐火材料抗加S铜渣侵蚀能力影响

4．4 硫酸盐分解与生成的热力学分析

4．5 添加剂对镁铬质抗加S转炉铜渣侵蚀的影响

4．5．1 添加镁铝尖晶石微粉对镁铬质耐火材料的理化性质影响

4．5．2 添加镁铝尖晶石微粉对实验砖抗侵蚀性能影响

4．4．3 添加镁铝尖晶石-ZrO2对镁铬质耐火材料抗侵蚀能力的影响

4．6 铁硅渣对镁铬质耐火材料侵蚀的显微结构分析

5 结论

参考文献

致谢

个人简历