Cr2O3 tiene propiedades químicas estables, resistencia a ácidos y álcalis, estabilidad a altas temperaturas, alta dureza y buena resistencia al fuego.
A altas temperaturas, Cr3+ se convierte parcialmente en Cr2+, lo que resulta en un punto de fusión más bajo para Cr2 o 3.
Por lo tanto, no hay consenso sobre el punto de fusión de Cr2O3, sólo un rango de temperatura de 2265 ~ 2330 ° C.
Sin embargo, con un rango de punto de fusión tan alto, las aplicaciones en refractarios son adecuadas.
Cuando Cr2O3 interactúa con algunos óxidos refractarios importantes, el compuesto formado tiene un punto de fusión alto o el sistema multicomponente formado tiene un punto de fusión bajo alto, por lo que es una materia prima importante y aditivo de materiales refractarios, como se muestra en la Tabla 1.
Tabla 1Cr2O3 con algunos óxidos refractarios formados por sistemas binarios
Características de rendimiento de Cr2O3
Cuando Cr2O3 se introduce en refractarios, puede mejorar la wettability de escoria en refractarios y mejorar indirectamente la viscosidad de la escoria, con el fin de mejorar la capacidad de los refractarios para resistir la erosión de escoria y así prolongar la vida útil de los materiales refractarios.
La razón por la que puede desempeñar el papel anterior se puede analizar con la ayuda del diagrama de fase y la composición principal de escoria metalúrgica.
En el proceso de fundición, la escoria suele ser una mezcla de muchos óxidos con CaO y SiO2 como componentes principales.
Si la escoria se considera un sistema binario de CaO-SiO2, que se puede combinar con óxido de cromo (Cr2O3), óxido de aluminio (Al2O3) y óxido de magnesio (MgO) para formar sistemas ternarios de Cr2O3-CAO -SiO2, Al2O3-Cao -SiO2 y MGO-Cao -SiO2 respectivamente, el mecanismo de erosión anti-escoria de varios materiales refractarios se puede analizar comparando el diagrama de estado de equilibrio de cada fase.
Los estados de equilibrio de fase de los sistemas ternarios Cr2O3-Cao -SiO2, Al2O3-Cao -SiO2 y MGO-Cao -SiO2 se muestran en las Figuras 1, 2 y 3.
De la cifra se desprende que cuando Cr2O3, Al2O3 y MgO se mezclan con óxido de calcio y dióxido de silicio respectivamente, y se calientan a diferentes temperaturas, Cr2O3, Al2O3 y MgO reaccionan con escoria y se disuelven en escoria, respectivamente, y alcanzan saturación después de que su disolución supere una cierta cantidad, y los óxidos anteriores ya no se disolverán.
La cantidad de disolución de Cr2O3, Al2O3 y MgO en cada sistema ternario varía con el cambio de alcalinidad (R) y la temperatura.
El efecto de la temperatura de R y calentamiento calculado de acuerdo con la Figura 1, 2 y 3 sobre la solubilidad máxima de Cr2O3, Al2O3 y MgO se muestra en la Figura 4.
De la Figura 4 se desprende que la cantidad de óxido de cromo disuelto en escoria R=1.0 y 0.6 es la menor, seguida de óxido de magnesio y Al2O3.
En comparación con Al2O3, siempre y cuando Cr2O3 alcance 1/3 ~ 1/10 en la escoria, la escoria puede alcanzar el estado de saturación, es decir, siempre y cuando una cantidad muy pequeña de Cr2O3 participe en la reacción de escoria, la escoria puede alcanzar la saturación, y Cr2O3 ya no reaccionará con la escoria.
Por lo tanto, Cr2O3 puede jugar una muy buena resistencia a la corrosión en refractarios.
Aplicación de Cr2O3 en materiales refractarios
Debido a su excelente resistencia a la corrosión, el cromo que contiene refractarios desempeña un papel insustituible en ciertas situaciones.
Sin embargo, hay preocupaciones sobre su uso generalizado.
Esto se debe a que el refractario que contiene cromo puede formar cromo hexavalente en el proceso de producción, uso y apilamiento de ladrillos de desecho después de su uso, lo que contamina la atmósfera, las fuentes de agua y el suelo, y daña la salud humana.
Por lo tanto, es de importancia práctica estudiar las condiciones de generación y los métodos de control del cromo hexavalente en el proceso de producción, uso y post-tratamiento, así como la recuperación y utilización de ladrillos de residuos que contienen cromo.
Los compuestos de cromo utilizados en materiales refractarios son trivalentes, muy estables y no dañinos.
Sin embargo, en las condiciones adecuadas, los iones de cromo trivalentes en materias primas de óxido de cromo y refractarios que contienen cromo se pueden convertir en iones de cromo hexavalentes, convirtiéndose en un importante asesino ambiental.
El cromo trivalente se puede convertir en cromo hexavalente en presencia de óxido alcalino o óxido de tierra alcalino y en la atmósfera oxidante.
En este caso, el excelente rendimiento de los refractarios que contienen cromo se puede poner en pleno juego mediante el control del entorno de uso, la atmósfera y la temperatura o la prevención de su transformación.
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