含鈦高爐渣制取碳氮化鈦的研究及其應(yīng)用.pdf

1、本文在全面總結(jié)回顧國內(nèi)外含鈦高爐渣，特別是攀鋼含鈦高爐渣的綜合利用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出綜合利用攀鋼含鈦高爐渣的一種方案，即將含鈦高爐渣進(jìn)行碳氮化處理以提取Ti(C,N)作耐火材料，而殘?jiān)糜谏a(chǎn)水泥或直接鋪路等，或?qū)⒑伕郀t渣直接應(yīng)用在耐火材料中，以達(dá)到全量和高附加值利用的目的。具體研究內(nèi)容包括： 一.熱力學(xué)分析表明，渣中鈦的氧化物碳氮化比碳化更容易，在1200℃左右就可以與C、N<,2>反應(yīng)生成TiN，而在1300℃左右才可碳化

2、生成TiC。本論文碳(氮)化實(shí)驗(yàn)研究溫度范圍為1300～1500℃。 二.在熱力學(xué)分析的基礎(chǔ)上，首先以TiO<,2>-CaO-SiO<,2>-Al<,2>O<,3>-MgO五元合成渣為主要原料，分別在氬氣或氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行了碳化或碳氮化還原實(shí)驗(yàn)，并采用X-射線衍射儀和掃描電鏡研究了產(chǎn)物的相組成和顯微結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明在氬氣氣氛下，產(chǎn)物主要為TiC；在氮?dú)鈿夥障拢a(chǎn)物主要是以TiN為主的Ti(C,N)；氬氣氣氛下TiC的粒度比同一實(shí)驗(yàn)條

3、件氮?dú)鈿夥障耇i(C,N)的粒度要小1～4μm。 三.以攀鋼含鈦高爐渣為原料，在氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行碳氮化實(shí)驗(yàn)，考察碳氮化處理溫度、保溫時間及配碳量對Ti(C,N)的形成及其晶粒大小的影響。結(jié)果是較理想的碳氮化工藝條件為：碳氮化處理溫度1450℃、保溫時間2h、配碳比為1。此時，碳氮化比較完全，Ti(C,N)的平均粒徑可達(dá)2μm以上。在此基礎(chǔ)上，討論了添加劑(如K<,2>CO<,3>、CaF<,2>和Fe<,2>O<,3>)的作用，結(jié)

4、果表明，渣中加入適量的添加劑對Ti(C,N)的生成量影響不大，但可有效地促進(jìn)其晶粒的生長及團(tuán)聚，其中最大Ti(C，N)團(tuán)聚體尺寸可達(dá)23grn左右，加入Fe<,2>O<,3>的試樣中Ti(C,N)晶粒及團(tuán)聚體最大，不加任何添加劑的試樣中Ti(C,N)晶粒最小，且沒有聚集長大的趨勢。 四.初步研究了攀鋼含鈦高爐渣或經(jīng)(1300℃，3h)碳氮化處理后的攀鋼含鈦高爐渣對鐵溝搗打料性能的影響，并探討了其在1450℃下保溫3h后的抗渣性能