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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划锆,耐火材料学生毕业论文课题名称：铝碳化硅锆质铁水罐不烧砖的研制与使用专业班级：材料工程0501姓名：利鹏系部：冶金学院实习单位：莱芜钢铁集团指导老师：田华孙华云XX年05月06日摘要：随着钢铁企业市场竟争的激烈，“优质、高效、低耗、环保”的发展战略，是企业生存和发展的必经之路。在这种形势下，莱芜市耐火材料厂，本着“优质、高效、低耗、环保”的八字方针，开发研制出了一种新型的铁水罐砖，铝碳化硅锆质铁水罐不烧砖。这种材质的不烧砖，解决了传统的粘土砖粘铁挂渣现象，使用寿命在进行脱硫、脱硅、
2、脱磷的处理时，仍大于1000次，同时它又是一种不烧砖，既节约了能源，又降低了排污污染，是目前较为理想的耐火材料。关键词：铝碳化硅锆不烧砖铁水罐冷铁抗渗透铝碳化硅锆质铁水罐不烧砖的研制与使用1、铁水罐的构造根据铁水罐内衬大致可分为3个区域，即上部、渣线部和罐底部。各部位使用条件差异较大，砖的损毁特点也各有不同：11铁水罐上部在服役期间与铁水的熔渣接触较少，大部分时间暴露在高温氧化气氛中，由于砖中的石墨易被氧化，往往会导致砖体结构疏松，强度下降。对于上部用罐砖，既要提高其抗氧化性，又要提高对铁水，熔渣抗冲刷性。渣线部位铁水罐渣线部位的砖在服役期浸泡在熔渣和铁水中，经受熔渣的长期的化学侵蚀，这是渣线
3、部位铁水罐砖损毁的主要原因。罐底部及冲击区罐底首先要承受高温铁水的强烈机械冲击，。铁水罐罐底部在服役期间被高温铁水反复浸泡，受到铁水的熔损和热冲刷。在进行“三脱”处理时，在铁水底部喷吹强碱性造渣粉状材料，铁水的强烈搅动，加剧了对罐底的侵蚀，高温铁水的熔损、热冲击和机械冲刷是此部位耐火材料损毁的主要原因。2、铁水罐的主要技术由烧成砖改为树脂C链结合不烧砖制品中虽然含有碳、但不烧工艺使产品的热导率比烧成显著降低，保温性能好，铁水在单位时间内温降小，杜绝了罐内冷铁现象。材质配方的创新使用原来铁水罐多是以铝Al2O3、SiC为主成分，根据我们研究和罐衬侵蚀机理，在配方中引入了具有熔态渣铁难以浸润的高温
4、材料C成分，增加了ZrO2质增韧材料，提高制品的韧性。砖型设计的创新该铁水罐砖型分为两部分设计：桶形罐衬由原来的万能旋转弧衬衬砖改为以圆扇面按角度分割出每个砖型，罐底球面部分利用球体分割法设计每个砖型，砖与砖之间严丝合缝，最大限度的降低了熔态渣铁渗漏机会，提高其全罐的安全性和耐用性。3、采用的实验方法和技术路线对于铁水罐上部用ASZ砖要考虑其抗氧化性的提高，又要考虑其抗渣性的改善。采用措施：适当增加抗氧化剂的加入量，并调整不同抗氧化剂的加入比例，以达到改善显微结构，降低氧化速度的目的;(2)适当减少石墨的加入量，以提高材料的抗渗透能力，并进一步阻止气体的侵入。渣线部位ASZ砖:以提高抗熔渣侵蚀
5、性为主利用石墨很难被熔渣浸润的特点，选用结晶大，碳含量高的磷片石墨;骨料选用气孔率低，结晶大的电熔刚玉，以提高砖的抗侵蚀性;强化基质，并且优化制品的组织结构，使之形成莫来石网络。罐底部、脱硫枪喷粉及铁水冲击区砖过早损毁是本项目重点解决问题适当引入ZrO2质材料，并以多级粒度合理级配的方式加入，以提高制品的韧性;同时适当减少SiC的量，并以较细的粒度加入，以提高制品的机械强度和热震稳定性;骨料采用气孔率低，结晶较小的烧结刚玉，并适当降低石墨的加入量。铝碳化硅锆质不烧砖工艺路线：刚玉骨料破粉碎振动筛三级筛分细颗粒料除铁处理各级刚玉骨料配料后强制式高速恒温混练机慢速混练2分钟结合剂预热至35-45后
6、加入慢速练4分钟-196鳞片石墨慢速混练5分钟添加剂、锆质材料、防氧化剂与刚玉细粉预混合粉高速混练14分钟出料6000kN液压机高压成型检验合格后入电烘干窑150-30010烘干时间不少于32小时检验后合格品包装入库。4、铁水罐砖技术指标5、铁水罐砖工艺流程工艺流程图:破粉碎筛分配料混练烘干检验包装原料确认：原料采用烧结良好的一级焦石宝石，应符合以下质量要求将原料中混入的杂质、欠烧料、含铁料拣出分类放臵。含锆耐火制品(ZrO2containingrefractoryproducts)以氧化锆(ZrO2)、锆英石(ZrSiO4)为原料制造的耐火制品。氧化锆系列制品、锆英石系列制品、锆莫来石和锆刚
7、玉系列制品属此类制品。根据生产工艺的不同、含锆耐火制品分为烧结制品、熔铸制品和不烧制品。含锆耐火制品具有熔点高、热导率低、化学稳定性好的特点，特别是对熔融玻璃和液态金属具有良好的耐侵蚀性。简史自18世纪90年代发现斜锆矿以来，许多学者对氧化锆进行了研究，含锆耐火制品也开始生产和应用。1921年美国康宁(Corning)公司生产熔铸莫来石大砖，并于1923年在玻璃熔窑上使用。1929年拉夫(ORuff)和埃伯特(FEbert)测量了氧化锆的光性和晶格常数，发现氧化锆存在晶型转化现象，还发现加入氧化钙(CaO)或氧化镁(MgO)在1700oC以上可使单斜晶型氧化锆转变为立方晶型氧化锆。1933年科
8、恩(wMCohn)发现氧化锆由单斜晶型转变为四方晶型的转化温度为11001200oC。1941年美国正式生产牌号为柯尔哈特(Corhart)ZAC电熔锆刚玉砖。用这种砖砌筑玻璃熔窑，使熔窑寿命延长24倍。1947年柯蒂斯(cECurtis)从提高抗热震性出发，提出加入氧化钙或氧化镁，制造部分稳定氧化锆的方法。1950年美国诺顿(Nor%26bull;ton)用单相电弧炉还原熔融，生产了熔铸稳定化氧化锆制品。1953年日本旭硝子公司也制造了熔铸氧化锆砖。20世纪80年代末苏联生产了氧化锆含量为50和60的电熔锆刚玉砖。1960年法国西普(Sepr)公司正式生产ZASl681电熔锆刚玉砖。90年代
9、试制成功Zr0。含量达50和60%的熔铸AzS砖。1965年中国开始生产氧化锆含量为33的电熔锫刚玉砖。性能致密、稳定化氧化锆的熔点为2677oC，使用温度达2500c。体积密度因原料的纯度与制造方法的不同而波动于/cm3之间致密的氧化锆制品的体积密度可选/cm3烧结氧化锆制品与熔融状态的金属及液态玻璃不起化学反应。苛性碱溶液、碳酸盐溶液和酸(浓H2SO4和HF除外)对氧化锆不起化学反应。碳与烧结氧化锆反应时，仅在表面生成碳化锆。所以，在氧化气氛条件下，氧化锆制品可在高温下使用而不发生化学变化。锆英石制品的主要成分为ZrO2%26bull;SiO2锆英石在1680受热大量分解为ZrO2和SiO
10、2牿英石制品对多种熔融金属、酸性试剂和液态玻璃都具有良好的抗侵蚀性，但与碱性炉渣或与碱性耐火材料接触，容易发生侵蚀反应。铝锆硅系(AZS)熔铸砖和烧成砖具有较好的耐玻璃液侵蚀性，可用于玻璃熔化池窑的池壁和上部结构。古锆耐火制品的理化性能见表。原料用来制造含锆耐火制品的主要原料为斜锆石、锆英石精矿和经过加工处理的氧化锆。斜锆石(ZrO2)单斜晶系，呈不规则块状、黑色、灰黑色、褐色。体积密度5556gcm。，奠氏硬度65，斜锆石中Zroz含量依产地不同而异，一般为80%95。主要杂质为Fe2O、TiO2、SiO2、Al2O3、HfO2。开采的斜锆石原矿须经过加工处理方可使用。锆英石(ZrSlO4)
11、又名锫石，四方晶系，无色、淡黄色、淡红色、黄褐色、烟灰色、蓝色、绿色、玻璃至金刚光泽、断口油脂光泽。杂质矿物为钛铁矿、独居石等。通常锆英石矿物中伴生的ThO4等含有放射性的物质具有%26alpha;、%26beta;射线所以在以锆英石为原料生产锆英石制品时，需经放射线强度计量检测。如果放射线强度超过5%26times;107C1kg，需采取相应的防护措施。氧化锆的晶型化学组成相同的氧化锆，由于晶体结构的不同可分为单斜晶型氧化锫、四方晶型氧化锆(又称假立方晶型氧化锆)和立方晶型氧化锆。常温下，单斜晶型氧化锆晶型稳定，其真密度为556gcm。，在2500oC以上的高温下，立方晶型氧化锆晶型稳定，其
12、真密度为627gcm3；四方晶型氧化锫是介稳态晶型，其真密度为610gcm3。氧化锆的晶型转化在加热或冷却砬程中，不同的氧化锆晶型之间产生可逆的或不可逆的晶型转化。单斜晶型氧化锆加热至11001200时，转化为四方晶型氧化锆，当温度降至10009500时四方晶型氧化锆转化为单斜晶型氧化锆。这个晶型转化是可逆的，并伴有7的俸积变化。这种体积变化使制品的抗热震性较差。纯氧化锆晶型转化过程中线膨胀率的变化见图l。氧化锆的晶型转化过程不是在特定温度下进行的，而是在某一个温度范围内进行，相变产物的数量也不是等温下时间的函数。其相变量随温度变化而异。如果温度升高至2300，四方晶型氧化锆则转化为稳定的立方
13、晶型氧化锆，氧化锗晶型转化关系式如下：在单斜晶型氧化锆与四方晶型氧化锆之间发生的相转变与碳索钢中的立方晶系奥氏体向四方晶系马氏体相变很相似，所以氧化锆的这一相转变通常也称为马氏体相变。氧化锆的穗定在氧化锆中加入某些离子半径与Zr4+离子半径相近的金属或金属氧化物，使其与ZrO2形成稳定的立方晶型固溶体。这种固溶体在加热或冷却过程中不产生相转变，也不产生较大的体积变化。这种加入物称为稳定剂。通常采用CaO或MgO作稳定剂，Y2O3、Nb2O3、CeO2亦可用作稳定剂。在各种稳定剂中，Ca0与Zr02生成的固溶体在XXoC以下都处于稳定状态。氧化钙价廉，因而多用作稳定剂。以氧化镁作稳定剂时，在10
14、001400oC下长时间加热，ZrO2-MgO立方固溶体可分解为单斜氧化锆和氧化镁，降低制品的抗热震性。当氧化锆用作电热元件时，可用Y2O3作稳定剂。尽管Y2O3价高，但加入Y2O3可改善氧化锆材料的导电性能，而且在11001400oC下长时间加热不发生分解反应，可满足使用条件对含锆耐火制品电学性能的要求。全部稳定的氧化锆固溶体无论在加热或冷却过程中均不产生晶型转化。但是，这种固溶体线膨胀系数较大，抗热震性较差。为此，控制稳定剂的加入量，使单斜晶型氧化锆和立方晶型氧化锆共存，避免过大的体积变化，以部分稳定来达到提高含锆耐火制品抗热震性的目的。在氧化锆制品中，随着单斜氧化锆含量的增加，制品的抗热
15、震性明显提高；但当单斜氧化锆含量大于某一值时，其抗热震性又明显下降。以CaO为例，当加入量为45时，氧化锆制品中单斜氧化锆占30，立方氧化锆占70，该制品的抗热震性最好。氧化锆制品的相组成与其抗热震性的关系见图2。功能材料的合成与加工期中论文题目氧化锆材料的种类及应用学院：轻工学部材料学院专业：材料科学与工程学号：姓名：邓小琴任课老师：熊焰二一二年十一月十一日氧化锆材料种类及应用【摘要】：论述了氧化锆的基本性能，并对氧化锆材料自问世以来被人类所利用的领域进行了详细的研究，发现目前除被广泛应用于传统领域耐火材料、结构材料、功能材料、宝石材料之外，正逐渐被装饰陶瓷所采纳，如彩色氧化锆陶瓷、陶瓷首饰等异军突起，成为装饰陶瓷领域的一支奇琶，倍受世人瞩目。【关键词】：氧化锆，应用，装饰陶瓷KINDANDAPPLICATIONOFZIRCONIAMATERIAL【Abstract】:Inthispaperthefundamentalcharacteristicofzirconiahasbeendiscou
