高碳铬铁渣制备镁橄榄石－尖晶石复相材料的性能研究

冯泽成 赵惠忠 韩欢师 李轶翀 马九宏 杨 阳

1）武汉科技大学 省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室 湖北武汉 430081

2）包头市金腾科技有限公司 内蒙古包头 014010

高碳铬铁渣是以铬铁矿、硅石、焦炭等为原料，利用碳热还原法在电炉中于1 700℃以上的高温条件下冶炼产生的熔渣，是一种铬铁合金冶炼的副产物［1］。每生产1 t铬铁合金，便可产生1．1～1．6 t高碳铬铁渣，堆存量大，急需回收利用［2］。铬铁渣主要由尖晶石（MA，熔点2 135℃）、镁橄榄石（M2S，熔点1 890℃）、顽火辉石（MS，熔点1 557℃）组成。但由于顽火辉石在高温下会转变成结构稳定的原顽火辉石，冷却时又变成另外一种晶体结构相似的斜顽火辉石，二者密度相差较大，冷却过程会产生较大的体积收缩，大幅降低材料强度。因此，如何将高碳铬铁渣中存在的顽火辉石转换成有益物相，是目前需要解决的难题［3－4］。研究表明，在含有顽火辉石的材料中加入电熔镁砂可以加快转变为镁橄榄石的速度［5］。而板状刚玉细粉由于其晶粒尺寸小，晶界多，并且晶体缺陷多，使其具有极好的加热体积稳定性及良好的抗热震性［6］。因此，在铬铁渣中加入少量电熔镁砂及板状刚玉细粉来促进顽火辉石转变为镁橄榄石，以此提高其力学性能及抗热震性是可行的。

在本工作中，以铬铁渣为主要原料，配入少量电熔镁砂和板状刚玉，在试验室制备了镁橄榄石－尖晶石复相材料。在对高碳铬铁渣成分及显微结构研究的基础上，分析了热处理温度对复相材料性能的影响，为高碳铬铁渣的资源化利用提供一种新的思路。……