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第28卷第6期 稀 土 VolI 28．No．6 2007年 12月 Chinese Rare Earths December 2007 稀土氧化物及炉渣添加剂对金属 基陶瓷内衬组织的影响 刘宇雁，田仲良，郭瑞华，陈 林 (内蒙古科技大学材料与冶金学院，内蒙古 包头 01401O) 摘 要：在纯铝热剂(Al+Fe 0。)的基础上，研究了稀土氧化物、炉渣添加剂x十金属基陶瓷内衬微观组织及结 构的影响。实验结果表明，加入5％的炉渣不改变陶瓷层的组织组成，稀土氧化物的添加能够促进Al 0。的枝晶化 和组织细化，有利于提高陶瓷层的致密度。 关键词：稀土氧化物；炉渣；金属基陶瓷内衬 中图分类号：TG1 74．453；0614．33 文献标识码：A 文章编号：1004—0277(2007)06—0062—04 陶瓷内衬复合钢管因具有强度高、耐磨损、耐腐 表 1 炉渣的化学组成 蚀和耐高温等优良的性能，在石油、化工、矿山、地质 Table 1 Chemical composition of slag 及能源工业中得到了广泛的应用[1]。炉渣是钢铁冶 炼过程中产生的固体废弃物，随着钢铁生产的不断 发展，渣量越来越多，如何经济、环保的处理炉渣是 现代钢铁生产过程所要解决的重要问题。以炉渣为 原材料，生产陶瓷内衬复合钢管是一种环境污染少、 反应中，由于炉渣的加入抑制了反应燃烧过程， 经济效益好的炉渣综合利用方法。 降低了燃烧温度。因此，为了使添加炉渣后的反应能 本文基于自蔓延高温合成反应，以炉渣为原材 够顺利进行，实验中要选择理想的助燃剂来提高反 料，通过改变炉渣量观察反应燃烧的状态，在纯铝热 应温度。提高反应体系燃烧温度与蔓延速率，有助于 剂的基础上，添加稀土氧化物制备了陶瓷内衬复合 增加自蔓延的转化率，并能使炉渣的消耗量达到最 钢管。研究了Y O。和La O。及炉渣对陶瓷层组织及 大。各种助燃剂对反应现象的影响如表2所示。本 其结构的影响，为稀土氧化物及炉渣添加剂在陶瓷 实验在正常的铝热反应的基础上，选择了添加5 中的应用提供了有价值的理论依据。 的炉渣、0．5 稀土氧化物及ZrO 助燃剂，制成了4 种不同的试样。试样配方成分见表3。 l 实验材料与方法 原料在加热炉中烘干 2h～3h，烘干温度为 120 C。混合均匀后，填充到钢管内，填充密度1．5g 试验基料为 41 3．5 mm×3ram×1OOmm的钢 ·cm_。，用钨丝加热点火。从制备出的陶瓷内衬复 管。铝热剂原料为铝粉和Fe O。粉，粒度均小于200 合钢管上切割坯料，经打磨、抛光制成试样。采用金 目，实验中所用的炉渣为实验室模拟炉渣。其成分见 相显微镜、扫描电镜进行显微组织的观察，利用X 表1。 射线衍射仪进行陶瓷层的组织分析。 收稿日期：2007—08—06 基金项目：内蒙古自然基金资助项目08) 作者简介：刘宇雁(1963一)，女，内蒙古包头人，硕士，副教授，研究方向为钢铁冶金新技术、金属材料新工艺、新技术 第6期 刘字雁等：稀土氧化物及炉渣添加剂对金属基陶瓷内衬组织的影响 63