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作者：柯文丽;廖宁;颉付博;李亚伟;蔡国庆;秦建涛;
单位：武汉科技大学,先进耐火材料全国重点实验室;山东耐材集团鲁耐窑业有限公司;
摘要：针对氢基竖炉炉衬在强还原环境下的安全长寿服役需求,重点研究了氧化铁–氧化钛赋存形态对莫来石质耐火材料还原稳定性的影响机制。通过构建H_2/CO(体积比5:2)强还原环境,考察了不同预处理工艺对材料结构稳定性的作用规律。结果表明:不预烧的氧化钛–氧化铁复合试样在950℃处理后呈现显著结构劣化,表现为基质中形成大量微米级孔隙及骨料–基质界面结合弱化,导致耐压强度峰值仅38.6MPa,强度衰减率高达17.3%～26.5%。预烧处理的氧化钛–氧化铁复合试样在1050℃还原后保持良好结构完整性,当TiO_2与Fe_2O_3质量比>2.0时,材料耐压强度最低值仍达71.9MPa,显微结构分析显示试样未出现明显裂隙,强度衰减率控制在10%以内。作用机理在于:不预烧复合物引入试样中形成的Al_2TiO_5与Fe_2O_3复合相难以有效抑制Fe_2O_3还原反应,导致金属铁析出和体积收缩;而预烧形成的Fe_2TiO_5在还原过程中优先转化为亚铁化合物FeTiO_3相,通过构建Fe—O—Ti协同稳定结构,显著提升材料抗H_2/CO还原侵蚀能力,为开发高稳定性氢基竖炉耐火材料提供了理论依据。
关键词：氢基竖炉;氢气/一氧化碳气氛;氧化钛–氧化铁复合氧化物;莫来石质耐火材料;还原稳定性
基金资助：国家自然科学基金联合基金重点项目(U22A20127)
