钒渣对镁碳砖的侵蚀机理分析.pdf

钒渣对镁碳砖的侵蚀机理研究重庆大学硕士学位论文学生姓名:王广恩指导教师:王雨副教授专业:冶金工程学科门类:工学重庆大学材料科学与工程学院二O一一年五月 Research on the corrosion mechanism of magnesia-carbon invanadium slags A Thesis Submitted to Chongqing University in Partial Fulfillment of the Requirement for the Degree of Master of Engineering By WANG Guangen Supervised by Prof. WANG Yu Major: Metallurgy Engineering College of Material Science and Engineeringof Chongqing University, Chongqing, China May, 2011 中文摘要 I 摘要钒钛磁铁矿含有大量的钒资源,它是初级钒产品的主要来源。一种重要的提钒方法是将钒钛磁铁矿经高炉冶炼成含钒铁水,然后把含钒铁水在转炉中氧化吹炼得到高V 2O 3含量的转炉提钒渣。与普通炼钢转炉渣相比,转炉提钒渣具有“低碱度”、“高氧化性”和“高氧化钒含量”的组成特点。为适应提钒工艺要求,提高钒渣生产效益,目前大多采用了具有良好的抗渣侵蚀和抗热剥落等性能的镁碳砖作为炉衬。现场生产发现转炉提钒时,其炉衬寿命低于普通炼钢,炉龄从大约10000 次下降到约8000次。因此研究炉衬的损毁机理,对于进一步提高转炉提钒炉衬寿命、优化提钒工艺、提高经济效益有着重要意义。本文在转炉提钒温度条件下(1380℃),研究钒渣成分变化、旋转速度变化、镁碳砖C含量的改变、热冲击、外加电场保护对镁碳砖试样侵蚀的影响和转炉提钒渣的物理化学性能,对侵蚀后镁碳砖微观界面进行观察、SEM-EDS分析和 Factsage热力学计算以及对转炉提钒渣的性能分析,取得如下成果: ①研究了钒渣中FeO、TiO 2、MnO、V 2O 3、MgO含量的变化对转炉提钒渣性能和对镁碳砖损毁的影响。可以发现V 2O 3、TiO 2、MgO含量的增加可以增加转炉提钒渣的熔点,FeO、MnO含量的增加则可以降低转炉提钒渣的熔点;V 2O 3、 MgO含量的增加会导致熔渣粘度的升高、降低镁碳砖损毁程度,而增加渣中的 FeO、MnO、TiO 2则会降低熔渣的粘度、增加镁碳砖损毁程度,相对于其它组分, 其中TiO 2的影响最大。②在动态条件下,研究了提钒温度、钒渣组成、以及钒渣与镁碳砖间相对速度、镁碳砖中C含量对镁碳砖的损毁速率的影响,通过单位时间、面积上的镁碳砖质量减少量来定义镁碳砖损毁速率,并拟合出相应的速率方程。③通过SEM-EDS测试,结合Factsage理论计算,分析了提钒转炉中镁碳砖的C基质氧化损毁机理和MgO颗粒溶解机理。④在热冲击条件下,测试分析了热冲击对镁碳砖损毁速率的影响;通过对镁碳砖进行外加电场保护,对比侵蚀前后熔渣成分的变化,探讨了外加电场提高镁碳砖的可能性。关键词:镁碳砖,转炉提钒渣,固溶体,热冲击,侵蚀速率重庆大学硕士学位论文 II 英文摘要 III ABSTRACT ite, containing massive vanadium resource, is the mainly source of initial vanadium products. Converter vanadium recovery is a main method to produce vanadium, which is to gain the slag containing V 2O 3by oxidize the iron liquid, produced by blast furnace, containing V in converter. Compared to ordinary slag, converter vanadium recover-slag has the character of “high oxidizability”, “high level of vanadium”, “low viscosity”, “lowbasicity”. To meet the requirement of converter vanadium recover and improve the production benefit, the MgO-C brick, which has the