(Al 2 O 3 -C)/Fe体系反应动力学的研究

发布时间：2025-05-11 02:08

　　Al₂O₃-C耐火材料具有优异的热震稳定性和抵抗熔体侵蚀的性能,在钢厂尤其是连铸的钢流控制系统中得到广泛得应用。近年来有研究发现氧化铝的碳热还原反应可以在炼钢温度下发生,不但使钢液中铝、碳含量增加,而且会加速耐火材料的损毁。因此,研究（Al₂O₃-C）/Fe体系中的反应动力学,降低其反应速率,对于延长耐火材料的使用寿命和提高钢水的质量具有重要的意义。论文以Al₂O₃-C和（Al₂O₃-C）/Fe体系为研究对象,将实验研究和热力学分析相结合,研究了中低温下碳素材料和铁对（Al₂O₃-C）/Fe体系中CO生成的影响以及高温下（Al₂O₃-C）/Fe体系的反应动力学,揭示（Al₂O₃-C）/Fe体系中氧化铝的碳热还原反应动力学特征;同时,借助热分析仪和高温热重炉研究了抗氧化剂对不同体系试样反...

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
    1.1 研究背景
    1.2 Al₂O₃-C耐火材料的制备及应用
        1.2.1 制备Al₂O₃-C耐火材料的原料
        1.2.2 Al₂O₃-C耐火材料的制备
        1.2.3 影响Al₂O₃-C耐火材料质量的因素
        1.2.4 Al₂O₃-C耐火材料的应用
    1.3 氧化铝碳热还原反应
        1.3.1 氧化铝碳热还原反应
        1.3.2 氧化铝碳热还原反应的影响因素
        1.3.3 (Al₂O₃-C)/Fe体系中的碳热还原反应
    1.4 (Al₂O₃-C)/Fe体系宏观动力学
        1.4.1 宏观动力学研究方法
        1.4.2 钢液与耐火材料间的反应
    1.5 本论文的主要研究内容
第二章 实验
    2.1 实验流程
    2.2 实验原料及设备
        2.2.1 实验原料
        2.2.2 实验设备
    2.3 实验过程
        2.3.1 管式炉联合气体分析仪实验
        2.3.2 热分析实验
        2.3.3 热重分析实验
    2.4 实验样品表征
        2.4.1 扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)
        2.4.2 化学分析
第三章 铁和碳素材料对(Al₂O₃-C)/Fe体系中CO气体生成的影响
    3.1 铁对Al₂O₃-C体系中生成的CO浓度的影响
    3.2 碳素对Al₂O₃-C体系和(Al₂O₃-C)/Fe体系中CO生成温度的影响
    3.3 氩气气氛下Al₂O₃-C和(Al₂O₃-C)/Fe体系中产生CO气体的反应热力学分析
        3.3.1 Al₂O₃-C和(Al₂O₃-C)/Fe体系中固态C含量变化的研究
        3.3.2 Al₂O₃-C和(Al₂O₃-C)/Fe体系中杂质氧化物对生成CO初始温度的影响
        3.3.3 高温(Al₂O₃-C)/Fe体系内CO生成量的变化
    3.4 小结
第四章 (Al₂O₃-C)/Fe体系反应动力学研究
    4.1 (Al₂O₃-C)/Fe体系反应动力学参数的分析计算
        4.1.1 含鳞片石墨的Al₂O₃-C耐火材料与铁液组成的体系
        4.1.2 含土状石墨的Al₂O₃-C耐火材料与铁液组成的体系
        4.1.3 (Al₂O₃-C)/Fe体系不同温度阶段的反应机理
    4.2 碳素材料对(Al₂O₃-C)/Fe体系中反应动力学的影响
    4.3 小结
第五章 抗氧化剂对(Al₂O₃-C)/Fe体系反应速率的影响
    5.1 抗氧化剂对(Al₂O₃-C)/Fe粉末体系反应速率的影响
    5.2 抗氧化剂对(Al₂O₃-C耐火材料)/Fe体系反应速率的影响
    5.3 铁对含不同抗氧化剂的Al₂O₃-C体系反应的影响
        5.3.1 Al₂O₃-C和(Al₂O₃-C)/Fe体系反应速率比较
        5.3.2 铝碳耐火材料热面的扫描电镜与能谱分析
    5.4 实验后铁样Al和 C含量的化学分析
    5.5 实验后铁样的扫描电镜与能谱分析
    5.6 小结
第六章 总结论
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目



本文编号：4044681