Исследование устойчивости периклазоуглеродистых и хромитопериклазовых огнеупоров при производстве никеля


 

В настоящее время имеются данные, свидетельствующие о том, что при производстве никеля, хромитопериклазовые огнеупоры обладают более низкой химической устойчивостью и термостойкостью к воздействию шлакометаллических расплавов по сравнению с периклазоуглеродистыми. Однако причины и сущность этого явления изучены недостаточно.

  • Дополнительная информация


    • Авторы:Щекина Т.И., Батанова А.М., и др.
    • Организация:МГУ, Запорожогнеупор, ОгнеупорТрейдГрупп
    • Скачать доклад:Сборник докладов 2014

Для решения этой задачи в лабораторных печах центра научно-технического развития ПАО «Запорожогнеупор» были проведены исследования по взаимодействию огнеупоров марки ХПТУ и ПУ-9 с расплавами (из измельчённого шлака или шлака вместе с никелем), полученного при температуре 1600 °С, при атмосферном давлении и выдержке в этих условиях в течение 12 часов. Из полученных образцов были изготовлены шлифы, (которые включали область огнеупора в тигле) и были изучены, возникшие в них изменения с применением оптического и электронного микроскопов.

Исходный периклазоуглеродистый огнеупор марки ПУ-9 по данным стандартов имеет следующий состав (мас. %): MgO – не менее 93,0, CaO не более 1,5, SiO2 – не более 1,5, Fe2O3 – не более 1,0, углерода – 10-15. Согласно данным микрозондового анализа в образце, помимо вышеуказанных компонентов, в огнеупоре содержалось Al2O3 – 4,5 %, а содержание SiO2 – около 3 %. Микроскопические исследования и петрохимические пересчёты химических анализов показали, что образец периклазоуглеродистого огнеупора, использованный в опытах, включает около: 80 % из периклаза, 10 % углерода, 10 % монтичеллита, шпинеля и мервинита.

Исходный образец периклазоуглеродистого огнеупора, из которого был изготовлен тигель, имел светло-серый цвет, плотную брекчиевидную текстуру с хаотично расположенными агрегатами зёрен периклаза серого, тёмно-серого, коричневого цвета размером 2-7 мм. Под микроскопом было видно, что образец сложен крупными агрегатными образованиями периклаза размером (3-4)(5-8) мм, в промежутках между которыми присутствуют в небольшом количестве более мелкие обломки этого минерала, погружённые в чёрную непрозрачную углеродистую массу. Периклаз в агрегатах, по данным электронной микроскопии, представлен зёрнами размером от 0,02 до 0,4 мм серого цвета, округлой или овальной формы. Силикаты, представленные, главным образом, мервинитом и небольшим количеством монтичеллита, в виде тонких прожилков заполняют промежутки между зёрнами периклаза, а также образуют отдельные сростки мелких зёрен в связующей их массе. Состав периклаза как крупных, так и мелких зёрен, близок к чистому оксиду магния, но в нём обнаружены небольшие примеси FeO.

Периклазоуглеродистый огнеупор после опыта по взаимодействию с расплавами шлака и никеля при температуре 1600 °С изменил свой внешний вид, но не так сильно, как это происходило с хромитопериклазовым огнеупором. Цвет материала тигля стал тёмно-серым, сами агрегатные обломки периклаза значительно потемнели и структура огнеупора, из которого был изготовлен тигель, внешне не изменилась.

Металл присутствовал в лунке тигля в виде трёх округлых кусков, разделённых пористым шлаком. На поверхности шлака выделились гранулы чёрного цвета размером 1-2 мм. Под микроскопом в структуре нижней части образца, наиболее удалённой от расплавов, нет сильных отличий от исходного огнеупора. Мощность этой зоны составляет около 20 мм. В пределах зоны по мере продвижения к верхней части образца (к металлошлаковому расплаву) можно было лишь отметить дезинтеграцию агрегатных обломков периклаза по их краям и увеличение количества силикатов, среди которых начинает преобладать монтичеллит, который, как и мервинит, заполняет промежутки между зёрнами периклаза. В следующей зоне, которую можно назвать зоной активного взаимодействия огнеупора с расплавами (или рабочей зоной), сопровождается резкой сменой фазового состава и структуры.

Образец периклазоуглеродистого огнеупора после эксперимента с расплавом шлака при ранее указанной температуре похож на образец, описание которого приведено выше.

Заинтересовался?

Скачай полную версию

ПОДЕЛИСЬ ИНТЕРЕСНОЙ ИНФОРМАЦИЕЙ

MetalSpace

Опубликовано MetalSpace

Адрес электронной почты: info@metalspace.ru
Предлагаем сотрудничество
  • Опубликуй свои произведения в электронной форме.
  • Размести научную статью или пресс-релизы на страницах нашего портала.

Оставь комментарий