ΠΟΙΕΣ ΠΡΩΤΕΣ ΥΛΕΣ ΕΠΗΡΕΑΖΟΥΝ ΤΗΝ ΑΝΤΟΧΗ ΣΚΟΥΡΑΣ ΤΩΝ ΚΟΥΤΑΛΩΝ ΑΛΟΥΜΙΝΙΟΥ-ΜΑΓΝΗΣΙΟΥ

Τώρα, η κουτάλα έχει γίνει ένας σημαντικός εξοπλισμός διύλισης, έτσι τα αλκαλικά τούβλα έχουν γίνει ένα σημαντικό πυρίμαχο υλικό για την επένδυση της κουτάλας και χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με διαφορετικές μεθόδους κατασκευής, όπως τα τούβλα Mg OC για τη γραμμή σκωρίας και το αλουμίνιο -μαγνήσιο για τον πάτο και το τοίχωμα της κουτάλας. Χυτό. Οι συνθήκες χρήσης της γραμμής σκωρίας είναι ιδιαίτερα σκληρές και η ζημιά της εσωτερικής επένδυσης είναι επίσης η πιο σοβαρή. Σε πρακτικές εφαρμογές, θα πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στη ζημιά της σκωρίας χάλυβα σε πυρίμαχα υλικά.
Η ζημιά της σκωρίας χάλυβα σε πυρίμαχα υλικά χωρίζεται κυρίως σε δύο πτυχές, η μία είναι η διάβρωση και η άλλη η διείσδυση. Όταν η σκωρία διεισδύει στο τούβλο, σχηματίζεται ένα μεταμορφωμένο στρώμα στο τούβλο και το μεταμορφωμένο στρώμα και το μη τροποποιημένο στρώμα ανταλλάσσονται συνεχώς μεταξύ ψυχρού και θερμότητας κατά τη χρήση και η διαφορά στο συντελεστή διαστολής προκαλεί ρωγμές και δομικό ξεφλούδισμα. Επομένως, η χυτή κουτάλα προορίζεται κυρίως για την ενίσχυση της μήτρας, τη μείωση της διείσδυσης της σκωρίας και την αποδυνάμωση του σχηματισμού μεταμορφωμένου στρώματος.
1 τεστ
1.1 Πρώτες ύλες και σχέδιο δοκιμής
Το συσσωμάτωμα που χρησιμοποιείται είναι λιωμένο λευκό κορούνδιο με μέγεθος κόκκου {{0}}, 5-3, 3-1 και μικρότερο ή ίσο με 1 mm, w(Al2O3)=98. 5 τοις εκατό ; 1-0 mm πλάκα κορούνδιο, w(Al2O3)=98,5 τοις εκατό ; Λιγότερο από ή ίσο με 0.074 mm σκόνη σπινελίου αλουμινίου μαγνησίου, w(Al2O3)=78.5 τοις εκατό , w(Mg O)=20 τοις εκατό ; Λιγότερο ή ίσο με 0,088 mm συντηγμένη σκόνη μαγνησίας, w(Mg O)=96,5 τοις εκατό ; Λιγότερο ή ίσο με 3μm λεπτή σκόνη -Al2O3, w(Al2O3)=98.5 τοις εκατό ; καθαρό τσιμέντο αργιλικού ασβεστίου, w(Al2O3)=70 τοις εκατό , w(CaO)=29 τοις εκατό .
Σύμφωνα με τηγμένο λευκό αδρανή κορούνδιου 55 τοις εκατό (w), επιτραπέζιο αδρανή κορούνδιο 10 τοις εκατό (w), λεπτόκοκκο κορούνδιο, σκόνη μαγνησίας, σκόνη μαγνησίας-αλουμινίου σπινελίου και σκόνη -Al2O3 32 τοις εκατό (w), τσιμέντο αλουμινίου με οξύ ασβέστιο 3 τοις εκατό ( w) αναμιγνύεται για να αλλάξει η περιεκτικότητα σε μαγνησία και σπινέλιο.
1.2 Διαδικασία δοκιμής και δοκιμή απόδοσης
Το παρασκευασμένο δείγμα δονήθηκε και χύθηκε σε καλούπι 40 mm×40 mm×160 mm και ξεκαλουπώθηκε με φυσική σκλήρυνση για 24 ώρες. Μετά από θερμική επεξεργασία στους 110 βαθμούς για 24 ώρες, στους 1000 βαθμούς για 3 ώρες και στους 1600 βαθμούς για 3 ώρες, μετρήθηκε η θερμική επεξεργασία. Απόδοση, με χρήση στατικής μεθόδου χωνευτηρίου για δοκιμή διάβρωσης σκωρίας. Κατά μήκος της κατεύθυνσης σχηματισμού του δείγματος, ανοίξτε οπές με βάθος 40 mm και εσωτερική διάμετρο 38 mm και 33 mm στο κέντρο της άνω επιφάνειας του δείγματος για την κατασκευή χωνευτηρίων. Μετά από δόνηση, διαμόρφωση και ψήσιμο στους 110 βαθμούς για 24 ώρες, οι τρύπες τοποθετούνται σε κάθε χωνευτήριο. Βάλτε 50 g σκωρίας (η χημική σύσταση (w) της σκωρίας είναι: Fe2O3 24.97 τοις εκατό, Al2O3 6.63 τοις εκατό, CaO 16.13 τοις εκατό, Si O{2 9.47 τοις εκατό , Ti O2 1.1 τοις εκατό, MnO2 0.2 τοις εκατό, Na2O 0,05 τοις εκατό, K2O 0,01 τοις εκατό) Συσσωματώνονται σε ηλεκτρικό φούρνο 1600 μοιρών και διατηρούνται για 3 ώρες. Μετά από φυσική ψύξη, κόψτε κατά μήκος του τμήματος του χωνευτηρίου, μετρήστε την περιοχή διάβρωσης της σκωρίας και την περιοχή διείσδυσης και υπολογίστε τον δείκτη διάβρωσης της σκωρίας (εμβαδόν διάβρωσης σκωρίας / εμβαδόν αξονικής διατομής αρχικής αυλάκωσης × 100 τοις εκατό ) και δείκτη διαπερατότητας (περιοχή διείσδυσης / διασταύρωση -εμβαδόν τομής του αρχικού άξονα αυλάκωσης × 100 τοις εκατό).
2 Αποτελέσματα και ανάλυση
2.1 Φυσικές ιδιότητες
Με την αύξηση της μαγνησίας και τη μείωση της σκόνης σπινελίου, οι αντοχές σε κάμψη και θλίψη των δειγμάτων Α και Β σε κάθε τμήμα θερμοκρασίας είναι υψηλότερες από εκείνες του δείγματος Γ. Οι αντοχές των τριών τύπων δειγμάτων στη μέση και χαμηλή θερμοκρασία είναι όχι πολύ διαφορετικό. Η διαφορά είναι εμφανής. Μετά την πυροδότηση στους 1600 βαθμούς, η διαστολή των τριών δειγμάτων σταδιακά αυξήθηκε με την αύξηση της περιεκτικότητας σε μαγνησία. Η υπολειπόμενη διαστολή του δείγματος Α ήταν 0,48 τοις εκατό, το πορώδες ήταν χαμηλό και η σταθερότητα όγκου ήταν υψηλή. ενώ το δείγμα C ήταν 1,13 τοις εκατό, Η υπολειπόμενη επέκταση είναι η μεγαλύτερη.
2.2 Μακροπαρατήρηση και δείκτης διάβρωσης σκωρίας του δείγματος μετά από διάβρωση σκωρίας
Φαίνεται ότι η σκωρία των τριών δειγμάτων έχει πλήρη εμφάνιση μετά τη διάβρωση, και δεν υπάρχει εμφανές σημάδι διάβρωσης. Μετά την πυροσυσσωμάτωση στους 1600 βαθμούς, κυριαρχεί η διείσδυση της σκωρίας. Το τμήμα διείσδυσης της σκωρίας αλλάζει από μαύρο σε καφέ και η ζώνη μετάβασης σταδιακά γίνεται πιο ρηχή από το εσωτερικό προς το εξωτερικό. Η εναπομείνασα σκωρία στο αυλάκι ονομάζεται κυλινδρική συρρίκνωση στη μέση. Το δείγμα Α είχε οριζόντιες και κάθετες ρωγμές και η σκωρία εισχώρησε σταδιακά στις ρωγμές υπό υψηλή θερμοκρασία και η ποσότητα των εσωτερικών υπολειμμάτων δεν ήταν μεγάλη και η αντίσταση στη διάβρωση ήταν μέση. Η διείσδυση της σκωρίας του δείγματος Β στο χωνευτήριο είναι μικρότερη από αυτή των δειγμάτων Α και Γ και η ποσότητα του υπολείμματος είναι μεγαλύτερη από αυτή του δείγματος Α. Το δείγμα Γ έχει σχετικά υψηλούς εσωτερικούς πόρους λόγω της μεγάλης διαστολής του σε όγκο. Η σκωρία διεισδύει στη μήτρα μέσω των πόρων και διαχέεται μέσω της υγρής φάσης σε υψηλές θερμοκρασίες, προκαλώντας ρωγμές και χαλαρή δομή στο διαπερατό στρώμα. Η ποσότητα του υπολείμματος μέσα στο χωνευτήριο είναι μεγαλύτερη από αυτή των δειγμάτων Α και Β. .
Με την αύξηση της μαγνησίας αυξάνεται σταδιακά ο δείκτης κατά της διάβρωσης και ο δείκτης αντιδιαπερατότητας πρώτα μειώνεται και μετά αυξάνεται. Από τη μια πλευρά, το Mg O στη μαγνησία αντιδρά με το Al2O3 για να δημιουργήσει σπινέλιο in situ για να παράγει διόγκωση όγκου και η περίσσεια μαγνησίας Mg O διαλύεται στερεά στο σπινέλιο. Μετά την πυροδότηση στους 1600 βαθμούς, το δείγμα C έχει υψηλή περιεκτικότητα σε μαγνησία και τη μεγαλύτερη διαστολή συνθετικού σπινελίου. Η υπερβολική διαστολή θα οδηγήσει σε υψηλό πορώδες και χαμηλή αντοχή του σώματος έκχυσης, γεγονός που θα κάνει τη σκωρία να διεισδύσει εύκολα στη μήτρα και να προκαλέσει θερμική απολέπιση. άλλο Από τη μια πλευρά, το FeO και το MnO στη σκωρία μπορούν να σχηματίσουν ένα στερεό διάλυμα με σπινέλιο: FeO συν MnO συν MA→(Fe,Mn,Mg)O·(Fe,Al)2O3. Το Si O2 στη σκωρία γίνεται άφθονο και γίνεται πολύ παχύρρευστο. Δεδομένου ότι το βάθος διείσδυσης της σκωρίας (L) εξαρτάται από την εξίσωση: όπου σ είναι η επιφανειακή τάση της σκωρίας, είναι η ακτίνα πορώδους του σώματος έκχυσης, t είναι ο χρόνος διείσδυσης της σκωρίας, είναι η γωνία επαφής μεταξύ του σώματος έκχυσης και της σκωρίας , και είναι το ιξώδες της σκωρίας. Μπορεί να συναχθεί ότι το L είναι αντιστρόφως ανάλογο του. Το Al2O3 στη μήτρα μπορεί να συλλάβει CaO στη σκωρία, το σπινέλιο που προστίθεται στο χυτό μπορεί να στερεοποιήσει το FeO και το MnO στη σκωρία, γεγονός που μπορεί να αυξήσει το ιξώδες και το σημείο τήξης της σκωρίας και να αναστείλει τη διείσδυση της σκωρίας. Αυτά τα δύο αποτελέσματα μπορούν να κάνουν Η μείωση της αντίστασης διείσδυσης σκωρίας καταστέλλεται στο ελάχιστο. Επιπλέον, όσο αυξάνεται η περιεκτικότητα σε MgO, όσο μεγαλύτερη είναι η αναλογία Mg O προς Al2O3 στο συνθετικό σπινέλιο μαγνησίας-αλουμινίου, τόσο μεγαλύτερη είναι η αντίστασή του στη διάβρωση, επομένως το δείγμα C Ο δείκτης αντοχής στη διάβρωση είναι υψηλότερος από αυτόν των δειγμάτων Α και Β. Η περιεκτικότητα σε Mg O στο δείγμα C είναι σχετικά υψηλή και η διαστολή είναι μεγάλη. Οι μικρορωγμές που προκαλούνται από τη σωστή διαστολή μπορούν να οργανώσουν τη διαστολή των ρωγμών, αλλά η υπερβολική διαστολή θα αυξήσει τον όγκο και θα χάσει το αποτέλεσμα του ελέγχου της διείσδυσης της σκωρίας, προκαλώντας τη διείσδυση της σκωρίας στη μήτρα. Παρουσιάστηκε θραύση θερμότητας, με αποτέλεσμα υψηλό δείκτη διαπερατότητας του δείγματος C.
Σύμφωνα με τη μελέτη του μηχανισμού διάβρωσης [8], λόγω της αντίδρασης της λιωμένης σκωρίας και της επένδυσης εργασίας με κουτάλα για να σχηματιστεί μια προστατευτική ζώνη, η εσωτερική επένδυση δεν μπορεί πλέον να διαβρωθεί από τη λιωμένη σκωρία. Σε αυτόν τον προστατευτικό ιμάντα στρώσης, το μεγαλύτερο μέρος του οξειδίου του σιδήρου και του οξειδίου του μαγγανίου στη σκωρία σε επαφή με την επένδυση διαλύονται στη δομή του πλέγματος του σπινελίου για να σχηματιστεί ένα στερεό διάλυμα. Το οξείδιο του σιδήρου στη σκωρία αντιδρά με το Al2O3 για την παραγωγή σπινελίου σιδήρου-αλουμινίου και η διαστολή που προκαλείται από αυτό δεν είναι σημαντική. Αν και το CaO στη σκωρία αντιδρά με το Al2O3 για να παράγει CA6, θα έχει μεγάλη διαστολή, αλλά εξισορροπείται από την αντίδραση του CaO και του Si O2 στη σκωρία με το Al2O3 για την παραγωγή μαγιεμίτη ή ανορθίτη και άλλων ορυκτών χαμηλής τήξης. Επομένως, ο συνδυασμός ορυκτών υψηλού σημείου τήξης και ορυκτών χαμηλού σημείου τήξης που δημιουργούνται από την αντίδραση μεταξύ της επένδυσης εργασίας κουτάλας και της τετηγμένης σκωρίας παρέχει ένα στρώμα προστασίας θερμής επιφάνειας για την επένδυση εργασίας κουτάλας, ελαχιστοποιώντας έτσι την περαιτέρω διάβρωση της επένδυσης εργασίας κουτάλας.
Επιπλέον, όταν η χημική σύνθεση της σκωρίας διεισδύει στο πυρίμαχο υλικό και αντιδρά με αυτό, ο κύριος κρυσταλλικός δεσμός της διεισδυμένης περιοχής μειώνεται και διαβρώνεται εύκολα από την παλμική ροή, η οποία θα προκαλέσει περαιτέρω έκθεση του πυρίμαχου υλικού. , και το πυρίμαχο υλικό δεν είναι εκτεθειμένο. Το διεισδυμένο τμήμα δέχεται χημική επίθεση [9]. Αντίθετα, όταν δεν υπάρχει μηχανική ενέργεια για την εξάλειψη του διεισδυμένου τμήματος, η χημική προσβολή σταδιακά θα γίνει πιο αργή και θα σταματήσει λόγω της θερμικής διαβάθμισης της θερμοκρασίας. Στη διαδικασία του θερμικού κύκλου, το διαπερατό στρώμα δεν έχει ποτέ αποφλοιωθεί από το διαπερατό στρώμα, επομένως το ξεφλούδισμα της χυτεύσιμης δομής κουτάλας θα περιοριστεί από το βάθος διείσδυσης. Οι απαιτήσεις για διαφορετικά μέρη της χυτεύσιμης κουτάλας είναι επίσης διαφορετικές. Το χυτό τοίχωμα κουτάλας ελέγχεται από τη μεταλλική επένδυση και δεν επεκτείνεται ελεύθερα σε πρακτικές εφαρμογές. Για μεγαλύτερη διάρκεια ζωής, είναι απαραίτητο να επιλέξετε Al2O3-MgO με χαμηλό γραμμικό ρυθμό διαστολής μετά από επεξεργασία υψηλής θερμοκρασίας. Χυτεύσιμο, μη ξεφλουδισμένο και ανθεκτικό στη διάβρωση ταυτόχρονα. Το κάτω μέρος της τσάντας είναι διαφορετικό από το τοίχωμα της τσάντας, η δύναμη δέσμευσης του πυθμένα της τσάντας είναι μικρή και το υλικό υψηλής διαστολής είναι δύσκολο να εφαρμοστεί εδώ λόγω του μειονεκτήματος της διόγκωσης και της αιώρησης. Προκειμένου να αποφευχθεί το τόξο και να κατασταλεί η διείσδυση της σκωρίας, οι χυτές πλάκες κορούνδιου-σπινελίου με υψηλή σταθερότητα όγκου και καλό θερμικό σοκ έχουν γίνει η πρώτη επιλογή για εφαρμογές επένδυσης πυθμένα. Προς το παρόν, η φόρμουλα της ομάδας Β έχει εφαρμοστεί με επιτυχία στον τοίχο κουτάλας 110 τόνων μιας μεγάλης εγχώριας χαλυβουργίας, με μέση διάρκεια ζωής 180-200 κλιβάνων, εκ των οποίων οι 30 φούρνοι διύλισης LF και το υπολειπόμενο πάχος το τοίχωμα της κουτάλας είναι 70 χλστ.
3 Συμπέρασμα
Η αντίσταση στη διάβρωση της σκωρίας και η αντίσταση στη διαπερατότητα των χυτών υλικών είναι συχνά αντιφατικές και η αντίσταση στη διάβρωση και η αντοχή στη διαπερατότητα θα πρέπει να ζυγίζονται σύμφωνα με τις ειδικές συνθήκες χρήσης. Σε αυτό το πείραμα, όταν η ποσότητα τηγμένης σκόνης μαγνησίας είναι 4 τοις εκατό (w) και η ποσότητα τηγμένης σκόνης σπινελίου μαγνησίας-αλουμινίου είναι 8 τοις εκατό (w), η χυτή κουτάλα από αλουμίνιο-μαγνήσιο έχει καλύτερο αποτέλεσμα αντοχής στη σκωρία.