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含钛高炉渣的熔渣特性及其应用研究

作　者: 张军伟
导　师: 李亚伟
学　校: 武汉科技大学
专　业: 材料学
关键词: 含钛高炉渣熔化温度抗氧化抗渣侵蚀铁沟捣打料
分类号: TF701.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文以高效综合利用攀钢含钛高炉渣,缓解攀钢高炉炉前铁沟粘渣严重问题为出发点,首先研究了碳氮化处理前后含钛高炉渣的熔化特性,同时研究了Ti(C,N)、焦宝石、特级矾土、棕刚玉和含硼化合物对含钛高炉渣熔化特性的影响;为了进一步说明攀钢含钛高炉渣的特殊性,探讨了普通高炉渣和攀钢高炉渣对高炉炉前耐火材料(炮泥、铁沟浇注料和捣打料)的侵蚀情况;最后,研究了将碳氮化处理前后的含钛高炉渣直接引入到捣打料中,研究了捣打料的常规物理性能、抗氧化性及抗渣侵蚀性能,并与添加普通高炉渣和含硼添加剂的捣打料进行了对比,得到以下主要结论:(1)碳氮化处理含钛高炉渣的熔化温度随着配碳量和碳氮化处理温度的升高逐渐升高,特别是流动温度的变化更明显。焦宝石、特级矾土、棕刚玉等耐火氧化物原料加入到含钛高炉渣后,随着每种原料加入量的增加,含钛高炉渣的熔化温度不断升高,即耐火原料中Al2O3含量越高,SiO2和其它杂质含量越低,渣料体系的熔化温度越高。Ti(C,N)加入量大于6%后含钛高炉渣的熔化温度才明显提高;硼酐及含硼添加剂均能明显降低含钛高炉渣的熔化温度,并而在0.5%～1%范围内出现硼反常现象。普通高炉渣中加入耐火原料后的变化规律与含钛高炉渣相同,但变化趋势更明显。(2)静态坩埚法研究表明,攀钢含钛高炉渣对Al2O3-SiC-C质炮泥、铁沟浇注料、铁沟捣打料等基本无明显侵蚀和渗透,而普通高炉渣易与耐火材料反应生成低熔液相,造成明显的侵蚀破坏。当含硼添加剂加入量大于0.5%时,可使铁沟捣打料内低熔液相增多,抗渣侵蚀性能下降。(3)与普通高炉渣和含硼添加剂对比,将碳氮化处理前后的含钛高炉渣部分或全部替代攀钢现用捣打料中的碳化硅,含钛高炉渣的加入能明显提高捣打料的抗氧化性,不影响抗渣侵蚀性,在改善其它常规物理性能的基础上有望缓解捣打料的粘渣问题。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章文献综述  9-20
  1.1 国内外含钛高炉渣的综合利用现状  9-16
    1.1.1 用做建筑材料  9
    1.1.2 用于耐火补炉料  9-10
    1.1.3 制备光催化和抗菌材料  10
    1.1.4 制取钛硅合金  10-11
    1.1.5 提取钙钛矿  11
    1.1.6 提取氧化钛  11-14
    1.1.7 碳氮化—选矿工艺提取碳氮化钛  14-15
    1.1.8 高温碳化、低温氯化提取 TiCl_4  15-16
  1.2 含钛高炉渣的物理化学性质  16-17
  1.3 攀钢高炉铁沟粘渣问题及损毁机理  17-18
  1.4 本论文工作的提出  18-20
第二章攀钢含钛高炉渣的熔化特性研究  20-36
  2.1 含钛高炉渣熔化特性的检测  20-22
  2.2 结果与讨论  22-35
    2.2.1 配碳量对碳氮化处理含钛高炉渣的熔化特性的影响  22-24
    2.2.2 碳氮化处理温度对碳氮化处理含钛高炉渣的熔化特性的影响  24-27
    2.2.3 配加 Ti(C,N)对含钛高炉渣的熔化特性的影响  27-29
    2.2.4 耐火氧化物原料对攀钢含钛高炉渣的熔化特性的影响  29-34
    2.2.5 含硼化合物对攀钢含钛高炉渣的熔化特性的影响  34-35
  2.3 本章小结  35-36
第三章攀钢含钛高炉渣对炉前耐火材料的侵蚀研究  36-43
  3.1 实验过程  36-37
  3.2 结果与讨论  37-42
    3.2.1 攀钢含钛高炉渣对Al_2O_3-SiC-C 质高炉铁口炮泥的侵蚀研究  37-38
    3.2.2 攀钢含钛高炉渣对武钢高炉Al_2O_3-SiC-C 质铁沟浇注料的侵蚀研究  38-39
    3.2.3 攀钢含钛高炉渣对高炉用Al_2O_3-SiC-C 质铁沟捣打料的侵蚀研究  39-42
  3.3 小结  42-43
第四章攀钢含钛高炉渣在高炉铁沟捣打料中的应用研究  43-59
  4.1 实验过程  43-44
  4.2 结果与分析  44-58
    4.2.1 碳氮化处理前后的攀钢含钛高炉渣对捣打料常规物理性能的影响  44-50
    4.2.2 碳氮化处理前后的含钛高炉渣对捣打料抗氧化性的影响  50-53
    4.2.3 碳氮化处理前后的含钛高炉渣对捣打料抗渣性的影响  53-58
  4.3 小结  58-59
第五章总结论  59-60
参考文献  60-64
攻读硕士期间发表的论文  64-65
致谢  65

含钛高炉渣的熔渣特性及其应用研究

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