碱金属对转底炉炉衬材料侵蚀行为研究
CSTR:
作者:
作者单位:

1.武汉科技大学 a.资源与环境工程学院 ;b.冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室,湖北 武汉 430081 ;2.中冶南方都市环保工程技术股份有限公司,湖北 武汉 430000

作者简介:

谢永明(1999—),男,硕士研究生,从事转底炉直接还原工艺方面的研究。

通讯作者:

中图分类号:

X75

基金项目:

湖北省重点研发计划资助项目(2021BCA131&2022BCA085&2023BCB106)


Research on erosion behavior of alkali metals on furnace lining materials of rotary hearth furnace
Author:
Affiliation:

1.Wuhan University of Science and Technology, a.School of Resources and Environmental Engineering ; b.HubeiProvince Key Laboratory for Efficient Utilization and Agglomeration of Metallurgic Mineral Resources,Wuhan 430081 , Hubei, China ;2.CCEPC, Wuhan 430000 , Hubei, China

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    摘要:

    针对转底炉高温直接还原工艺处置冶金固废过程中面临的炉衬材料遭受碱金属侵蚀问题,本文研究了 NaCl、KCl、Na2CO3、K2CO34种不同的碱金属化合物在高温下对炉衬材料的侵蚀行为,采用强度测试方法以及高温侵蚀方法,系统分析了不同碱金属化合物添加量对炉衬材料侵蚀行为的影响,并结合 SEM、EDS、XRD等检测手段揭示了碱金属对炉衬材料的侵蚀机理。结果表明:碱金属化合物均会侵蚀破坏炉衬材料,使炉衬材料抗压、抗折强度下降。其中添加 K2CO3、Na2CO3 炉衬材料抗压强度比空白样分别降低 20.6%、15.9%,抗折强度分别降低 19.8%、15.1%,添加 KCl、NaCl炉衬材料抗压强度比空白样分别降低 15.1%、11.2%、抗折强度分别降低 16.6%、 10.9%;炉衬材料遭受侵蚀后其微观结构孔隙、裂隙增多;高温气态的 NaCl、KCl能通过裂隙、孔隙侵蚀试样内部结构;添加 NaCl、KCl的试样无新晶相生成,添加 Na2CO3、K2CO3的试样生成低熔点熔融物,如钾霞石、钠长石等。

    Abstract:

    In view of the alkali metal erosion of furnace lining materials in the process of disposing metallurgical solid waste in the high-temperature direct reduction process of rotary hearth furnace, the erosion behavior of such four different alkali metal compounds as NaCL, KCL, Na2?CO3? and K2?CO3? at high temperature is studied. The effects of different alkali metal compounds on the erosion behavior of the furnace lining materials are systematically analyzed by using the strength test method and the high temperature erosion method, and the erosion mechanism of alkali metals on the furnace lining materials is revealed by combining SEM, EDS, XRD and other detection methods. The results show that the alkali metal compounds will erode and damage the furnace lining material, which will reduce the compressive and flexural strength of the furnace lining material. The compressive strength of the K2?CO3 and Na2?CO3? furnace lining materials is reduced by 20.6% and 15.9% , respectively, and the flexural strength is reduced by 19.8% and 15.1% , respectively, compared with the blank sample, and the compressive strength of the furnace lining materials added with KCL and NaCL is reduced by

    参考文献
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    引证文献
引用本文

谢永明,张浩浩,胡晓炜,刘子豪,赵波,秦林波,韩军.碱金属对转底炉炉衬材料侵蚀行为研究[J].烧结球团,2025,50(2):103-111

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  • 收稿日期:2024-01-24
  • 最后修改日期:2024-05-06
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  • 在线发布日期: 2025-11-17
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