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坩埚容易分开,二者之间有鳞片状物质及氧化物颗粒,这些物质颜色鲜艳,一般是橄榄绿色 的基体,掺杂些橙黄色。这些物质在空气中久置后颜色会变暗,黄绿色会增多,这些现象与 文献【4叙述的一致。该文作者曾用x射线分析,确定为三氧化二铈一二氧化铈系混合物。 在空气中三氧化二铈会氧化成二氧化铈。以上结果证明,即使化学稳定性很高的实验室用耐 火材料,如氧化锆、电熔氧化镁,与稀土元素也有明显作用。 2。稀土与耐火材料作用机理及作用产物之运动规律〔1) 为了进一步探明稀土元素与耐火材料作用机理,将熔炼后之金属与坩埚一起沿其纵向剖 开、磨平、抛光並进行自射线照相。 (1)粘土砖坩埚的试验结果:照片1-4(本文照片均见图版)为不同条件下铁液中'4'铈 与粘土砖坩埚作用后的射线照片。由于底片未进行翻版,照片中的白色部分即为“铈的 踪迹。很明显,无论用金属钙或铝脱氧,在炼钢温度下,铈与粘土砖作用是相当剧烈的,金 属中所残存的铈是很少的。照片1为用过量金属钙进行充分脱氧、保温5分钟的照片。对照 实物可知,照片1上金属与坩埚铈富集区域(白色)正是前面试验所发现的4'铈与粘土 砖坩埚壁的反应产物层,厚度约0.5~1毫米,是棕黑色玻璃状物质。这层反应物並未向坩埚 内部继续深入。这可由以下事实来解释:观察所有高温熔炼后的粘土砖坩埚,发现与冶炼前 的粘土砖差异很大,坩埚变成了灰色带有白色斑点的坚硬物,原来砖中的很多气孔基本上都 消失了,好象发生了再结晶,使粘土砖变得很致密,通常使用的粘土砖大约是由大于50%氧 化硅,约40%氧化铝及其他杂质(铁、钛、碱土金属、碱金属)组成,在高温下,这些物质 极易生成低熔点的玻璃相,这些低熔点玻璃物质进而充满于高熔点物质一刚玉、莫来石之 间,使砖中气孔消失。由于气孔消失,稀土反应物进一步向坩埚壁内层扩散就受到阻得。因 为无气孔存在,稀土氧化物在固体和半熔体中进行体扩散,其扩散速度是很慢的。因此,反 应产物停留在砖衬表面。 由剖开的坩埚可见,在铁液面与坩埚壁接触处形成了一圈棕黑色玻璃质炉渣,这是钙脱 氧后生成的氧化钙(碱性)与主要是液面处的粘土砖(酸性)作用形成的酸性渣。照片】上 部两白色三角形为这种酸性渣的自射线强度的图象,渣中41铈放射性强度比中、下部坩埚 壁上稀土反应产物层中14'片强度要大一些,这是因为当“铺加入金属后,它同时与界面处 炉渣及坩埚壁反应,由于炉渣为熔体,故4“铈与其作用就更迅速一些。再者稀土净化钢液 的反应产物上浮,以及与耐火材料反应的生成物上浮都会被界面上的炉渣所吸收,这也是 渣中1:铈含量较高的另一原因。仔细观察照片可以发现在金属中还残留有少量的铈(白 色的斑点)。 照片2、3揭示了一个重要现象:即铈与耐火材料的反应产物在经过一段时间后会剥 落上浮。照片2为用钙脱氧,保温50分钟的自射线照片,坩埚壁中、下部的稀土反应产物巳 逐渐浮上。照片3为保温20分钟的反应产物在金属中上浮的真实图景,坩埚底部的反应产物 消失,坩埚壁中部附近有稀土反应物在逐渐上浮。 为了进一步探素稀土与耐火材料反应产物的上浮规律,曾用氧化铅棒为搅拌棒,以60转/ 分的转速进行了搅拌试验,用铝脱氧,加1铈后共保温20分钟,其中搅拌12分钟。照片4 为搅拌试验的自射线照相,与照片3对比,在有搅拌的情况下,坩埚壁下部的反应产物上浮 更快、更多。下部产物上浮到坩埚壁上部就被粘住,由于搅拌,加速了稀土反应产物在玻璃 质中之传质速度,因而坩埚壁上部的反应产物向耐火材料内部深入,与实物对照来看,坩埚 壁上部渗入的物质也是棕褐色的玻璃物质。搅拌试验说明,稀土与粘土砖作用层在受到钢液 6柑塌容易分开 , 二者 之 间有鳞片状 物质 及氧化物颗粒 , 这些物质颜 色鲜艳 , 一 般是橄榄绿色 的基 体 , 掺杂些 橙黄 色 。 这些 物质 在空 气 中久置后颇 色会变暗 , 黄绿色会增多 , 这些现 象 与 文 献 ‘ 叙 述的一 致 。 该 文作者 曾用 射线分析 , 确定 为三氧 化二饰一二氧 化饰系 混合 物 。 在空 气中三 氧化二柿 会氧 化成二 氧化柿 。 以 上结果证 明 , 即使化学稳定性很 高的实验 室用耐 火材料 , 如氧化错 、 电熔氧 化镁 , 与稀 土 元 素也有 明显作用 。 稀土与附火材料作用机 理及作用 产柳之运 动扭体 〔 〕 为了进一步探确稀 土元 素与耐火材料 作用机理 , 将熔炼后 之金 属 与柑 塌一起 沿其纵 向剖 开 、 磨 平 、 抛光 业 进 行 自射 线照 相 。 粘土砖增 涡 的试 验结果 照 片 一 本文照片均见 图版 为不 同条件下 铁液 中 ’ “ 饰 与粘土砖增 祸 作用 后 的射 线 照片 。 由于底 片未 进行 翻版 , 照片中的 白色部 分 即 为 “ ‘ 饰 的 踪迹 。 很 明显 , 无论用 金属 钙或 铝脱氧 , 在炼钢温度下 , 钵 与粘土砖作用 是相 当剧 烈 的 , 金 属 中所残存的钵是很 少的 ‘ 照片 为用 过 量金 属钙 进行充分脱氧 、 保 温 分 钟的照片 。 对 照 实物可知 , 照片 上金属 与增涡 ’ ‘ ,钵富集区域 白色 正 是前面试 验所发现 的 ’ ‘ ’ 饰 与粘土 砖柑 涡 壁 的反应 产物层 , 厚度约 毫米 , 是棕黑 色玻 璃状 物质 。 这层反应 物业未向柑 锅 内部继续 深入 。 这可 由以 下事实来解释 观察所有高温熔炼后 的粘土砖柑锅 , 发现 与冶炼前 的粘土砖 差 异 很大 , 增 锅 变 成 了灰 色带有白色斑点的坚硬 物 , 原来砖中的很 多气孔 基 本 上都 消失 了 , 好象发 生了再结 晶 , 使粘土砖变得很致密 , 通常使用 的粘 土砖大 约是 由大于 氧 化硅 , 约 氧化铝 及其他 杂质 铁 、 钦 、 碱土金属 、 碱金 属 组成 , 在 高温下 , 这 些 物质 极易生成低熔 点的玻璃 相 , 这些 低熔 点玻 璃 物质进 而充满 于高熔点 物质一 刚玉 、 莫来石 之 间 , 使砖 中气孔 消失 。 由于气孔 消失 , 稀土反应 物进一步 向柑祸 壁 内层 扩散就受 到阻碍 。 因 为无 气孔存在 , 稀土氧化物在 固体和半熔 体中进行体扩散 , 其 扩散速度是 很慢的 。 因此 , 反 应 产 物停 留在砖 衬表面 。 由剖 开 的增 祸 可见 , 在铁 液面 与增 涡壁 接触 处形 成了一 圈棕 黑 色玻璃质炉渣 , 这是钙 脱 氧后 生 成的氧 化钙 碱性 与主 要 是液面处 的粘土砖 酸性 作用 形 成的酸性渣 。 照 片 上 部两 白色三 角形为这 种酸性 渣 的 自射线 强度的图象 , 着中 ’ “ 饰放射性强度 比 中 、 下 部增 祸 壁 上稀土反应 产 物层 中“ ‘ 片强度要 大一些 , 这是 因为当 ‘ 毛 ‘ 铺加入金 属后 , 它 同时 与界面处 炉渣 及增 祸 壁反应 , 由于炉 渣为熔体 , 故 “ 互 饰 与其作用就更迅速一些 。 再者 稀 土净化钢液 的 反 应 产 物 上浮 , 以 及 与耐 火材料反应 的生成 物 上浮都 会被 界面 上的炉渣 所吸 收 , 这也 是 渣 中 ’ 心 ‘ 柿 含量较 高的 另一原 因 。 仔细 观 察照 片可 以发现 在金属 中还残 留有少 量的 “ ‘ 沛 白 色的斑 点 。 照 片 、 揭示 了一 个重 要现象 即饰 与耐火材 料 的反应 产物在经 过一段 时 间后 会剥 落 上浮 。 照片 为用钙 脱氧 , 保 温 分 钟的 自射 线照片 , 柑 锅 壁 中 、 下部的稀 土反应 产 物 巳 逐 渐 浮 上 。 照 片 为保 温 分 钟的反 应 产 物在金 属 中上浮的真 实 图景 , 柑 祸底部的反应 产 物 消失 , 增 祸 壁 中部附 近 有稀土反应 物在逐 渐上 浮 。 为 了进一 步探 索 稀土 与耐 火材料反应 产 物的 上浮规律 , 曾用氧化铝 棒为搅拌棒 , 以 转 分 的转速 进 行 了搅拌试 验 , 用 铝脱氧 , 加 “ ’ 饰后 共保 温 分钟 , 其 中搅拌 分 钟 。 照 片 为搅拌试 验 的 自射 线 照 相 , 与照 片 对 比 , 在有搅拌的情 况下 , 增 祸 壁下 部的反应 产物 上浮 更 快 、 更 多 。 下 部产 物 上浮到柑 祸 壁 上部就被粘 住 , 由于搅拌 , 加 速 了稀土反应 产物在玻璃 质 中之传质 速度 , 因 而增 祸 壁 上部的反应 产 物 向耐火 材料 内部 深入 , 与实 物对 照来看 , 柑 祸 壁 上部渗 入 的物质 也 是 棕 褐 色的玻璃 物质 。 搅拌试 验 说 明 , 稀土 与粘土砖作用 层 在受到钢液
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