Πειραματική διαδικασία
Χρησιμοποιήστε ταινοειδή κορούνδιο, τηγμένο κορούνδιο, συντηγμένο σπινέλιο αλουμινίου-μαγνήσιου, τηγμένη μαγνησία, μικροσκόνη -Al2O3, μικροσκόνη διοξειδίου του πυριτίου και καθαρό τσιμέντο αργιλικού ασβεστίου, κ.λπ. Ξήρανση στους 110 βαθμούς, ψήσιμο στους 1000 βαθμούς 50 × 3 ώρες × 1 και 1000 °.
Προσδιορίστε το φαινομενικό πορώδες, τη χύδην πυκνότητα, την αντοχή σε θλίψη, την αντοχή σε κάμψη, τον γραμμικό ρυθμό μεταβολής και τη θερμική αντοχή σε κάμψη 1400 βαθμού ×1 ώρα του δείγματος μετά από επεξεργασία σε διαφορετικές θερμοκρασίες σύμφωνα με το GB. δοκιμάστε τον ρυθμό γραμμικής αλλαγής του δείγματος υπό φορτίο, η πίεση είναι 0,196 MPa, ο ρυθμός θέρμανσης είναι 10 βαθμοί / λεπτό, η μέγιστη θερμοκρασία είναι 1500 μοίρες και η θερμοκρασία διατηρείται για 3 ώρες. το πείραμα αντίστασης στη σκωρία υιοθετεί τη μέθοδο του χωνευτηρίου και η τελική σκωρία του μετατροπέα (wCaO36,84 τοις εκατό, wSiO214,77 τοις εκατό, wAl2O328,17 τοις εκατό, wFeO7,95 τοις εκατό, wMnO4 0,58 τοις εκατό ) 150 γρ. Αφού υποβλήθηκε σε επεξεργασία σε ηλεκτρικό κλίβανο με ράβδο MoSi2 στις 1650 μοίρες × 3 ώρες, κόπηκε κατά μήκος του κεντρικού επιπέδου του χωνευτηρίου για να μετρηθεί το βάθος διάβρωσης και διείσδυσης του χωνευτηρίου από σκωρία. χημική ανάλυση, οπτικό μικροσκόπιο, περίθλαση ακτίνων Χ, Τα δείγματα μετά από διάβρωση σκωρίας αναλύονται μέσω ηλεκτρονικών ανιχνευτών.
Αποτελέσματα και ανάλυση
3.1 Ιδιότητες και κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν τα χυτά αλουμίνιο-μαγνήσιο υψηλής καθαρότητας
Τα χυτά αλουμίνιο-μαγνήσιο υψηλής καθαρότητας αναπτύσσονται με βάση τα χυτά αλουμίνιο και μαγνησίου. Σκοπός είναι να βελτιωθεί η αντοχή στη διάβρωση και η απόδοση σε υψηλές θερμοκρασίες των χυτών αλουμινίων, καθώς και να βελτιωθεί η αντοχή στη διαπερατότητα και η σταθερότητα σε θερμικό σοκ. Το σημείο παρτίδας του πέφτει στην αλουμινένια πλευρά του διαγράμματος δυαδικής φάσης MgO-Al2O3.
Το κύριο συστατικό του χυτεύσιμου Al2O3 αντιδρά με το MgO για να σχηματίσει σπινέλιο σε υψηλή θερμοκρασία, συνοδευόμενο από επέκταση όγκου περίπου 7 τοις εκατό. Προκειμένου να κατασταλεί η ζημιά που προκαλείται από αυτή την τάση διαστολής, οι επιδράσεις δύο διαφορετικών πρώτων υλών, τηγμένης μαγνησίας και σπινελίου μαγνησίας-αλουμίνας, στην αντοχή του υλικού στη σκωρία μελετήθηκαν πειραματικά. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι όταν προστίθεται μια ορισμένη ποσότητα μαγνησίας, το χυτό λιπαίνεται σε μικρή ποσότητα υγρής φάσης, ειδικά όταν χρησιμοποιείται, υπόκειται στην υδροστατική πίεση του τηγμένου χάλυβα, η πυροσυσσωμάτωση της αντίδρασης προωθείται και η Το χαλαρό σώμα της διαστολής του σπινελίου προωθείται να είναι πιο πυκνό. Η Μαγνησία μπορεί να κάνει το χυτό να παρουσιάζει μικροδιαστολή σε υψηλή θερμοκρασία, να διατηρεί την ακεραιότητα και είναι επίσης ευεργετικό για τη μείωση της απώλειας διάβρωσης. Ωστόσο, όσο πιο χοντρό είναι το κρίσιμο μέγεθος σωματιδίων της μαγνησίας ή η προσθήκη άνω των 4 C, τόσο μεγαλύτερη είναι η διαστολή, η φθορά της δομής, η εμβάθυνση της διείσδυσης της σκωρίας και η τάση αύξησης της απώλειας διάβρωσης.
Με την εισαγωγή του προσυνθετικού σπινελίου για την αντικατάσταση της τηγμένης μαγνησίας, η έρευνα πιστεύει ότι όσο περισσότερο θεωρητικό περιεχόμενο σπινελίου, τόσο καλύτερη είναι η αντίσταση στη διάβρωση του χυτού υλικού και το βάθος διείσδυσης της σκωρίας είναι το μικρότερο όταν η περιεκτικότητα σε σπινέλιο είναι 10 τοις εκατό έως 30 τοις εκατό. και η περιεκτικότητα σε σπινέλιο είναι 10 τοις εκατό έως 30 τοις εκατό. Όταν η περιεκτικότητα υπερβαίνει το 50 τοις εκατό, παρουσιάζει ανοδική τάση με την αύξηση της περιεκτικότητας σε σπινέλιο. Το μέγεθος των σωματιδίων του σπινελίου με την ομοιόμορφη κατανομή της λεπτής σκόνης είναι το πιο αποτελεσματικό για την παρεμπόδιση της δομικής απολέπισης που προκαλείται από τη διείσδυση της σκωρίας. Η μελέτη διαπίστωσε ότι το συστατικό σπινελίου παίζει καθοριστικό ρόλο στην αντίσταση στη σκωρία του ίδιου του κλίνκερ του σπινελίου και του χυτού υλικού που αναμιγνύεται με κορούνδιο, και το MgO στο σπινέλιο είναι ιδανικό σε 3 τοις εκατό έως 5 τοις εκατό. Η μικροσκόνη πυριτίου είναι επίσης αποτελεσματική στην αναστολή του σχηματισμού τάσης διαστολής σπινελίου. Μελέτες έχουν δείξει ότι σε χαμηλή θερμοκρασία, η μικροσκόνη πυριτίου και η σκόνη MgO σχηματίζουν ουσία MSH, η οποία μπορεί να αποτρέψει την ενυδάτωση της περικλάσης, να βελτιώσει τη ρευστότητα των χυτών και να αυξήσει την πυκνότητα των χυτών. Απορροφήστε την τάση διαστολής σε υψηλή θερμοκρασία, ωστόσο, η ποσότητα της προστιθέμενης μικροσκόνης πυριτίου αυξάνεται, ο σχηματισμός υγρής φάσης αυξάνεται σε υψηλή θερμοκρασία και η αντίσταση ερπυσμού σε υψηλή θερμοκρασία μειώνεται. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 2, το υλικό είναι επιρρεπές σε υπερβολική πυροσυσσωμάτωση και ρωγμές κάτω από την πίεση του τετηγμένου χάλυβα. αυξάνονται, οι ρωγμές διευρύνονται και το ξεφλούδισμα βαθαίνει. Γενικά, χρησιμοποιείται σύνθετο συνδετικό υλικό τσιμέντου και πυριτίου.
Κατάλληλη ποσότητα ένυδρου τσιμέντου υψηλής αλουμίνας αφυδατώνεται για να σχηματίσει σειρές CA από εξαιρετικά δραστικές ουσίες, οι οποίες είναι εύκολο να αντιδράσουν χημικά με την προστιθέμενη σκόνη Al2O3 από περίπου 1000 βαθμούς.
Συμπερασματικά, τόσο τα χυτά Al-spinel όσο και τα χυτά Al-Mg έχουν καλή ομοιομορφία μικροδομής, αντοχή σε ερπυσμό σε υψηλές θερμοκρασίες, σταθερότητα σε θερμικό σοκ και αντοχή στη διάβρωση και διείσδυση της σκωρίας. Η κύρια διαφορά μεταξύ των δύο είναι ότι ο πρώτος εισάγει προσυντεθειμένο σπινέλιο, το οποίο έχει χαμηλή αντοχή μετά το ψήσιμο σε διαφορετικές θερμοκρασίες, αντοχή σε κάμψη σε υψηλή θερμοκρασία, καλή σταθερότητα όγκου και μικρό γραμμικό ρυθμό μεταβολής. Το τελευταίο αντιδρά σχηματίζοντας σπινέλιο όταν χρησιμοποιείται σε υψηλή θερμοκρασία, και διαφορετικό Έχει υψηλή αντοχή μετά την καύση σε υψηλή θερμοκρασία, ισχυρή αντίσταση ερπυσμού σε υψηλή θερμοκρασία, συμπαγή και μεγάλο γραμμικό ρυθμό μεταβολής.
3.2 Ζημιά σε χυτά υλικά αλουμινίου-μαγνήσιου υψηλής καθαρότητας
Το χυτό αλουμίνιο-σπινέλιο και το χυτό αλουμίνιο-μαγνήσιο είναι ουσιαστικά το ίδιο σύστημα σε υψηλή θερμοκρασία και οι κύριες κρυσταλλικές φάσεις είναι το κορούνδιο και το σπινέλιο πλούσιο σε αλουμίνιο. Οι παράγοντες που επηρεάζουν την αντοχή των χυτεύσιμων στη σκωρία είναι πολύ περίπλοκοι, όπως η ποιότητα χάλυβα, η σύνθεση σκωρίας, οι συνθήκες τήξης κ.λπ., αλλά ελέγχονται κυρίως από τη σύνθεση ορυκτών και τη μικροδομή του χυτού υλικού. Το FeO και το MnO της πλούσιας σε αλουμίνιο σκωρίας δέσμευσης σπινελίου καταλαμβάνουν πρώτα τις οπές κατιόντων και αντικαθιστούν μέρος του MgO για να σχηματίσουν ένα σύνθετο στερεό διάλυμα σπινελίου με τυπική σύνθεση Mg0.70Mn 0.08Fe0.21Al2.00O4. Η ανάλυση ιχνηλάτη ηλεκτρονίων δείχνει ότι στην ίδια περιοχή λεπτή Η στερεή διαλυτότητα του Fe και του Mn στο σπινέλιο των σωματιδίων είναι περίπου η ίδια, ενώ η περιεκτικότητα σε στοιχεία Fe και Mn στην άκρη των μεγαλύτερων σωματιδίων σπινελίου είναι πολύ υψηλότερη από αυτή στο σπινέλιο των σωματιδίων. το εσωτερικό των σωματιδίων. Η ανάλυση δείχνει επίσης ότι η σταθερά του πλέγματος του σπινελίου μειώνεται σταδιακά από την πλευρά της επιφάνειας εργασίας προς το εσωτερικό, κάτι που είναι σύμφωνο με την αλλαγή της περιεκτικότητας σε Fe2O3 σε κάθε στρώμα. Η αντοχή είναι πιο κοντά στο σπινέλ του αρχικού στρώματος.
Το κορούνδιο απορροφά CaO στη σκωρία για να σχηματίσει ορυκτά αργιλικού ασβεστίου και στερεοποιείται. Η παρατήρηση με οπτικό μικροσκόπιο δείχνει ότι υπάρχει ένας κύκλος αντίδρασης αργιλικού ασβεστίου που μοιάζει με πλάκα στην άκρη των σωματιδίων κορουνδίου στο διαπερατό στρώμα του δείγματος και ότι υπάρχει μεγάλος αριθμός ορυκτών CA6 που μοιάζουν με βελόνες στη μήτρα. Το SiO2 προάγει το CA6 Όταν ο κρύσταλλος μεγαλώνει, οι πόροι γίνονται λεπτότεροι, σχηματίζοντας ένα πιο πυκνό στρώμα φραγμού και η υπολειμματική σκωρία είναι πλούσια σε SiO2 και γίνεται παχύρρευστο και δύσκολο να διεισδύσει.
Διαφορετικό από το χυτεύσιμο αλουμινίου-σπινελίου, αν και το χυτό αλουμίνιο-μαγνήσιο σχηματίζει περισσότερες υγρές φάσεις σε υψηλή θερμοκρασία, το σπινέλιο που σχηματίστηκε πρόσφατα από την αντίδραση MgO και Al2O3 έχει λεπτούς κόκκους, πολλά ελαττώματα και μικρές σταθερές πλέγματος. Το σπινέλιο είναι πιο λεπτά χωρισμένο, γεγονός που προωθεί το στερεό διάλυμα του Al2O3 στο σπινέλιο, σχηματίζοντας ένα σπινέλιο πλούσιο σε αλουμίνιο με μεγαλύτερη συγκέντρωση ελαττωμάτων δικτυωτού πλέγματος και το χυτό είναι επίσης πιο πυκνό. Ως εκ τούτου, η αντοχή στη σκωρία, ειδικά η αντοχή στη διείσδυση της σκωρίας είναι καλύτερη. Η μικροσκοπική παρατήρηση δείχνει ότι οι σύνθετοι κόκκοι σπινελίου στο αλλοιωμένο στρώμα του δείγματος έχουν αναπτυχθεί πλήρως και είναι ευεδρικοί, με μέγεθος κόκκου περίπου 15-40 mm και μερικοί έως 120 mm. Η στερεή διαλυτότητα του FeO και του MnO στο σπινέλιο είναι πολύ αυξημένη. Σύνθεση Mg0.68Mn0.17Fe0.47Al1.79O4.
Συμπερασματικά
(1) Η λογική επιλογή της ποσότητας ανάμειξης σπινελίου, μαγνησίας, μικροσκόνης πυριτίου και τσιμέντου και ο έλεγχος της ιδανικής μικροδομής είναι απαραίτητα για την απόκτηση χυτών αλουμινίου-μαγνησίου υψηλής καθαρότητας με σταθερή απόδοση.
(2) Αν και τα ανεπτυγμένα χυτά υλικά Al-Mg υψηλής καθαρότητας έχουν διαφορετικές ιδιότητες, όλα έχουν καλή ομοιομορφία μικροδομής, αντοχή σε ερπυσμό σε υψηλές θερμοκρασίες, σταθερότητα σε θερμικό σοκ και αντοχή στη διάβρωση και στη διείσδυση της σκωρίας.
(3) Μηχανισμός κατά της σκωρίας χυτών αλουμινίου-μαγνησίου υψηλής καθαρότητας: Το σπινέλιο συλλαμβάνει FeO και MnO στη σκωρία για να καταλάβει τις οπές κατιόντων του, αντικαθιστά το MgO για να σχηματίσει σύνθετο σπινέλιο, το κορούνδιο απορροφά το CaO για να δημιουργήσει CA2, CA6, το SiO6 προάγει κρύσταλλο CA6. Οι κόκκοι μεγαλώνουν για να σχηματίσουν ένα πιο πυκνό στρώμα φραγμού και η υπολειμματική σκωρία είναι πλούσια σε SiO2 και πυκνώνει, βελτιώνοντας έτσι την αντίσταση στη διείσδυση και τη διάβρωση της σκωρίας. Λόγω της αντίδρασης του MgO και του Al2O3, το νεοσχηματισμένο σπινέλιο στο χυτό αλουμίνιο-μαγνήσιο έχει λεπτούς κόκκους και πολλά ελαττώματα. Ως εκ τούτου, το σπινέλιο αλουμινίου, η αντίστασή του στη σκωρία είναι ισχυρότερη από εκείνη των χυτών υλικών αλουμινίου-σπινελίου.
