Cr2O3 possui propriedades químicas estáveis, resistência a ácido e álcali, alta estabilidade de temperatura, alta dureza e boa resistência ao fogo.
Em altas temperaturas, Cr3+ é parcialmente convertido em Cr2+, resultando em um ponto de fusão mais baixo para Cr2 o 3.
Portanto, não há consenso sobre o ponto de fusão de Cr2O3, apenas uma faixa de temperatura de 2265~2330°C.
No entanto, com uma faixa de ponto de fusão tão alta, as aplicações em refratários são adequadas.
Quando o Cr2O3 interage com alguns óxidos refratários principais, o composto formado tem um alto ponto de fusão ou o sistema multicomponimento formado tem um alto ponto de co-fusão baixo, por isso é uma matéria-prima importante e aditivo de materiais refratários, como mostrado na Tabela 1.
Tabela 1Cr2O3 com alguns óxidos refratários formados por sistemas binários
Características de desempenho do Cr2O3
Quando o Cr2O3 é introduzido em refratários, ele pode melhorar a capacidade de escória em refratários e melhorar indiretamente a viscosidade da escória, de modo a melhorar a capacidade dos refratários de resistir à erosão das escórias e, assim, estender a vida útil dos materiais refratários.
A razão pela qual ele pode desempenhar o papel acima pode ser analisada com a ajuda do diagrama de fase e a composição principal da escória metalúrgica.
No processo de fundição, a escória é geralmente uma mistura de muitos óxidos com CaO e SiO2 como os principais componentes.
Se a escória é considerada como um sistema binário de CaO-SiO2, que podem ser combinados com óxido de cromo (Cr2O3), óxido de alumínio (Al2O3) e óxido de magnésio (2O) para formar sistemas ternários de Cr2O3-CAO -SiO2, Al2O3-Cao -SiO2 e MGO-Cao -SiO2, respectivamente, o mecanismo de erosão anti-escória de vários materiais refratários pode ser analisado comparando o diagrama de estado de equilíbrio de cada fase.
Os estados de equilíbrio de fase de Cr2O3-Cao -SiO2, Al2O3-Cao -SiO2 e MGO-Cao -SiO2 sistemas ternários são mostrados nos sistemas ternários da Figura 1, 2 e 3.
Pode-se ver a partir da figura que quando Cr2O3, Al2O3 e MgO são misturados com óxido de cálcio e dióxido de silício, respectivamente, e aquecidos a diferentes temperaturas, Cr2O3, Al2O3 e MgO reagem com escória e dissolvem-se em escória, respectivamente, e atingem a saturação após sua dissolução exceder uma certa quantidade, e os óxidos acima não se dissolvem mais.
A quantidade de dissolução de Cr2O3, Al2O3 e MgO em cada sistema ternário varia com a mudança de alcalinidade (R) e temperatura.
O efeito de R e temperatura de aquecimento calculado de acordo com a Figura 1, 2 e 3 sobre a solubilidade máxima de Cr2O3, Al2O3 e MgO é mostrado na Figura 4.
Pode-se ver a partir da Figura 4 que a quantidade de óxido de cromo dissolvido na escória R=1,0 e 0,6 é a menor, seguida por óxido de magnésio e Al2O3.
Em comparação com o Al2O3, desde que o Cr2O3 atinja 1/3 ~ 1/10 na escória, a escória pode atingir o estado de saturação, ou seja, enquanto uma quantidade muito pequena de Cr2O3 participar da reação da escória, a escória pode atingir a saturação, e Cr2O3 não vai mais reagir com a escória.
Portanto, Cr2O3 pode jogar uma resistência de corrosão muito boa em refratários.
Aplicação de Cr2O3 em materiais refratários
Devido à sua excelente resistência à corrosão, o cromo contendo refratários desempenha um papel insubstituível em certas situações.
No entanto, há preocupações sobre seu uso generalizado.
Isso porque o refratário contendo cromo pode formar cromo hexavalente no processo de produção, uso e empilhamento de tijolos residuais após o uso, o que polui a atmosfera, as fontes de água e o solo, e prejudica a saúde humana.
Portanto, é de importância prática estudar as condições de geração e os métodos de controle do cromo hexavalente no processo de produção, uso e pós-tratamento, bem como a recuperação e utilização de tijolos residuais contendo cromo.
Os compostos de cromo utilizados em materiais refratários são trivalentes, muito estáveis e não prejudiciais.
No entanto, sob as condições certas, os íons de cromo trivalente em matérias-primas de óxido de cromo e refratários contendo cromo podem ser convertidos em íons de cromo hexavalente, tornando-se um grande assassino ambiental.
Cromo trivalente pode ser convertido em cromo hexavalente na presença de óxido alcalino ou óxido de terra alcalino e na atmosfera oxidante.
Neste caso, o excelente desempenho dos refratários contendo cromo pode ser colocado em pleno jogo controlando o ambiente de uso, atmosfera e temperatura ou impedindo sua transformação.
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