火法炼锌用碳化硅制品表面电子探针及X衍射分析与研究.pdf

火法炼锌用碳铭硅制品表面电子探针 及X 衍射分析与研究 赖复兴 龆美冶炼厂，广东，5 1 2 0 2 4 籀萎应带电子撵扦、x 衍射对黉内爰台湾S i C 赫赫谶杼了袅面亿学成分及锯楣酾较详 螂分析，指出了杂质相来褥厦埘S i C 制品使用寿命的影响机端，并提出了拉斜措擅． 关键词火试炼辞；S i C 制品；电子探针X 衍射 S i C 制豁是一种非常重要的非金屡捞 辩，邀莞一种理想熬毒温结构耪辩，其有导 燕牲缝好，籀蒎系数零、税藏强度瓷、i l | 爽往 能好，抗热震性及氧化性强等德良性能，广 泛应用于冶金及陶瓷领域，尤其怒火法炼锌 行业，侧如精馏塔、竖罐，S i c 制鼯已成为砌 筑这些炉窑不可替代的材料。S i c 制品生产 工艺一般缝避S i c 骨辩擦人不潮的糕结荆混 舍搅捧纛褥进褥戚型、手爆、烧成等工穿。 在生产喾簸中遥常比较注意对制晶的常规宏 观理化性能进行检测，而对其微溅结构尤其 是对直接接触金属液气流的制晶内外表面微 观结构的分析、检测则很少看到．S i c 制品 是一种非皴密材料，在使用过瓣巾其表面 ≤包括内裘嚣，终表蠢，善先戴爨壤嚣，发生 熔疆、剽辫、簿渣进两终止其海禽，戮蔼其表 面结构、化学成分对其寿命有糟关键的影 响。 1分析结果 分别取广东产品诞 、福建禁／- - 黝及台 湾产晶 A 避费电子援铮及X 攒瓣对毙分 析，结聚承如图l 、2 。 i ∞2 0 , 0 04 0 ．0 0帆∞8 0 ∞9 0 ．0 0 角度 麓1S i C 裁星电子探静癸辑鋈 2 婊暴讨论 2 ．1电子探针结果讨论 从豳l 可以看出广东、福藏、台湾三地产 的S i C 制品表面组织结构谱线及化学成分是 不同的，掰且差别援当夫。爨漶键晶电子搽 赞爱辫酶蜂薤嘉，菝摹纯，必裙农S { C ，s { o ； 福建制鼯蜂值也较强，毽增加了～些低峰值 的杂质，具体成分为s i o z 、s i c 、F e 20 3 ；广东 万方数据 衍射角度 2 ∞ 圈t 2s i c 制品x 衍射嗣 制品峰值较弱，增加了很多低峰值的物质， 成分为游离铁、M n A I 船．和M n O ，这些都是 杂质，生成分s i c 居然一点都不存在。三个 潮蠡豹蔽努统计数量见袭l 。 这释成分静差异是麦予嫠羯了不霹鹁旗 结斓造成的，如广东S i C 制赫食A l 丽福建台 湾的则不含有，说明他们没有使用含A l 粘 结荆。在材质表面电子撵针选区范围内含 S i C 戏S i O ，是正常的，S i C 憨爨质材料，S i o 是烧艘过程中采用氧化气戴出S 站氧化而成 或囊囊蠢菱鞋绩裁带太。壤令人基到吃豫戆 是广窳S i c 翱品表霹电子搽镑努析里居然我 不到S i C 或s i o ，反而存在犬璺的游离铁及 M n 化合物。福建S i C 制品也存在着不低的 F e 舳‰F e ，F e D kM n 化含物在s i c 制品 里都燕梗当有害的杂质，说明广东、福建s i c 裹lS i C 爨基表垂电子探针绻豢缝雪} ％ 捌品在树质成分上和台湾制品奄耀当犬的差 疆，这兰令撵晶孛又强广衷杂囊禽藿最裒。 盖2x 衙射结果讨论 从嘲2 可知三个不同样品寝觚材质的物 相也是幂同的．台湾制品衍射峰强度大，物 相单一；福建制品主成分衍射强度也较大， 但存在低峰值的第二相；广东制品衍射峰强 发不一，撼菝杂嚣，汪朝掳相土霸整二毒有 较丈静麓弊。三连裁晶麴攘绫铮如下 产地 广东 幅建 钉湾 物糨 立方M n A l 2 0 ‘鳞赞S i O i 六方口一S i C 蟥嬲s i 吼 六方＆一S i c 广索的撵晶班立方M n A I p 。秘鳞型S i O 为主，凝建群晶浚g - S i C 秘蘸翌S i O 为 主，台潞样品其有六方系S i C 这翻电子探针 分析端祭是一致的，再次表明了广东S i C 制 品袭蕊含有M n 杂质相褥且是以立方 M n g l i o 。存在，这是垂予M n 爨裁过程串和 糕缩麓中的越发生了反斑擞成的。福建、 台湾样品剧未发现杂质栩，尤其台湾样品为 佳． 3 杂质影响髓C 制品寿命的机理 蠡子S i C 嗣晶是多魏榜辩，稍晶孛存在 M n 、F e 等杂震，裁品瓣蠹磐裘嚣不嚣受虱囊 灏气流和金属液体的冲刷，杂葳相很容易放 基体材质中剥落进而形成较犬的熔洞，减薄 材威的厚度，形成裂纹，这程锌精馏塔盘中 较容易肴到，塔盘的寿命也就终止。更为严 重的怒，如果杂质褶从基体捌落，将两断孔 熬纛耀连遵，藏霹糍遮疲惫嚣渡气露澄嚣嚣 导致停炉；熔洞鲍形戚遥将g l 起铡品在高强 下转至第3 0 页 万方数据 5 t 联合炉根据蒸馏时用作冷凝器的反应 器安装位置的不同，可分为并联炉和串联 炉。由于并联炉蒸馏过道较长，毛产较大， 平均高恒温时间较长；串联炉蒸馏过道较 短，毛产相对较小，平均高恒温时间也就较 短，故串联炉产品切压比并联炉产品切压相 对来讲较低，产品较疏松．从上表中也可看 出冬季平均高恒温蒸馏时间比夏季平均高恒 温时间长，冬季产品切压比夏季产品切压相 对来讲较高，产品较致密。冬季平均高恒温 蒸馏时间比夏季平均高恒温时间长主要是因 为冬季气温较低，产品不易蒸干净，且冬季 蒸馏过道中心管易堵塞 主要是并联炉 ，也 延长了高恒温蒸馏时间．产品切压越高，产 品越致密，成品油压机切割时易损坏切刀， 破碎机破碎时易氧化烧损，造成产品氧含量 上升，影响了产品质量，也增加了成品破碎 时的工作强度。 从生产上影响高恒温蒸馏时间的因素来 看，还原产品的结构是影响高恒温蒸馏时间 的主要因素之一。还原产品的结构在很大程 度上取决于还原过程中四氯化钛加入速度的 控制。料速控制适当，有利于反应平稳进 行，可改善海绵钛结构。因此，还原过程中 实现均衡加料，是缩短高恒温蒸馏时问的一 个重要措施。蒸馏过道中心管堵塞也是影响 上接第3 7 页 中抗蠕变能力的下降和变形量增大，在制品 自重和金属液体重量的作用下会形成断裂， 这在锌精馏塔停炉拆炉过程中可以很清楚地 看到．还有一点如制品表面存在游离铁将直 接进入金属液体中影响锌产品质量。 ． 4 结语 1 S i C 制品表面主要六方系口一S i C 晶 格常数a 3 ．2 3 1 0 一‰，C 1 5 ．0 8 1 0 “m 蒸馏时问的另一主要因素，蒸馏过程中，冷 凝物 并联炉 来不及在冷端反应器中玲 凝，往往在冷端过道中心管 竖管 出口处冷 凝并越积越厚，造成中心管堵塞，致使冷凝 物无法通过过道中心管在冷端反应器中冷 凝。过道中心管堵塞的炉次，往往要延长蒸 馏高恒温时间或重蒸来保证氯化镁的蒸净， 延长了还原产物烧结时问，使产品切压增 加，故蒸馏期间减少过道中心管堵塞也是缩 短高恒温时间的一个有效措施。 为避免海绵钛局部过早烧结，影响海绵 钛毛细孔中的镁和氯化镁从深部向表面扩 散，还必须保证还原过程反应区的散热，防 止超温。还原过程中要控制好底部温度，底 部送电时间不宜太长，以避免底部温度过 高，海绵钛底部烧结。为保证氯化镁的排 放，在排放氯化镁前，可适当对底部进电升 温。蒸馏升温期，要适当地控制好升温速 度。此外，还原过程制定合理的氯化镁排放 制度，及时排放氯化镁．还原加料结束时，氯 化镁尽量排尽，有利于减少蒸馏负荷，缩短 蒸馏周期。还原结束后，及时转蒸馏，避免 冷炉转蒸馏，减少二次问歇作业，可防止海 绵钛毛细孔收缩。蒸馏过程中，保证真空系 统的畅通，也是缩短高恒温蒸馏时间的措施 之一。 和鳞型s i O 组成，但如果在生产过程中控制 不严，将会在内外表面聚集锰铁杂质，且主 要以M n O 、F e p ，游离F e 立方M n A l 2 0 。形 式存在。 2 内外表面的杂质相聚集对S i C 制品 的寿命有严重的影响，将很容易导致裂纹、 穿孔、断裂，彻底破坏制品从而终止其寿命。 3 减少杂质可采用磁选或酸洗，杂质含 量应控制在1 ％以内。 万方数据