MILLISED TOORMATERJALID MÕJUTAVAD ALUMIINIUM-MAGNEESIUM KUPPA VALUDE RÄBUKINDLUST

Nüüd on kulbist saanud oluline rafineerimisseade, nii et leelistellistest on saanud vahukulbi vooderdamisel oluline tulekindel materjal ning neid kasutatakse koos erinevate ehitusmeetoditega, nagu näiteks räbuliini Mg OC tellised ja alumiinium -magneesium kulbi põhja ja seina jaoks. Valatav. Räbuliini kasutustingimused on eriti karmid, ka sisevoodri kahjustused on kõige tõsisemad. Praktilistes rakendustes tuleks erilist tähelepanu pöörata terasräbu kahjustustele tulekindlatele materjalidele.
Terasräbu kahjustus tulekindlatele materjalidele jaguneb peamiselt kaheks aspektiks, millest üks on erosioon ja teine ​​​​läbitungimine. Räbu tungimisel tellisesse tekib tellisesse moondekiht ning moondekiht ja modifitseerimata kiht vahetuvad kasutamise käigus pidevalt külma ja kuuma vahel ning paisumisteguri erinevus põhjustab pragusid ja struktuurset koorumist. Seetõttu on valuvaht peamiselt maatriksi tugevdamiseks, räbu läbitungimise vähendamiseks ja metamorfse kihi moodustumise nõrgendamiseks.
1 test
1.1 Tooraine ja katseplaan
Kasutatav täitematerjal on sulatatud valge korund, mille tera suurus on {{0}}, 5-3, 3-1 ja väiksem või võrdne 1 mm, w(Al2O3)=98. 5 protsenti; 1-0 mm plaatkorund, w(Al2O3)=98,5 protsenti ; Vähem või võrdne 0,074 mm magneesium-alumiinium spinellipulber, w(Al2O3)=78,5 protsenti , w(Mg O)=20 protsenti ; Väiksem või võrdne 0,088 mm sulatatud magneesiumoksiidi pulber, w(Mg O)=96,5 protsenti ; väiksem või võrdne 3 μm -Al2O3 peen pulber, w(Al2O3)=98,5 protsenti ; puhas kaltsiumaluminaattsement, w(Al2O3)=70 protsenti , w(CaO)=29 protsenti .
Vastavalt sulatatud valge korundi täitematerjalile 55 protsenti (w), tahvelkorundi täitematerjalile 10 protsenti (w), peenele korundipulbrile, magneesiumipulbrile, magneesiumi-alumiinium-spinellipulbrile ja -Al2O3 pulbrile 32 protsenti (w), alumiiniumi kaltsiumhappetsemendile 3 protsenti ( w) segatakse magneesiumi ja spinelli sisalduse muutmiseks.
1.2 Testimisprotsess ja jõudluse test
Valmistatud proovi vibreeriti ja valati vormi suurusega 40 mm × 40 mm × 160 mm ning see eemaldati vormist loodusliku kõvendamise teel 24 tundi. Pärast kuumtöötlust 110 kraadi juures 24 h, 1000 kraadi juures 3 h ja 1600 kraadi juures 3 h mõõdeti kuumtöötlust. Toimivus, kasutades räbu korrosioonikatse staatilise tiigli meetodit. Proovi moodustamise suunas puurige tiiglite valmistamiseks proovi ülemise pinna keskele augud sügavusega 40 mm ja siseläbimõõduga 38 mm ja 33 mm. Pärast vibreerimist, vormimist ja 24-tunnist 110 kraadi juures küpsetamist asetatakse igasse tiiglisse augud. Pange 50 g räbu (räbu keemiline koostis (w) on: Fe2O3 24.97 protsenti , Al2O3 6.63 protsenti , CaO 16.13 protsenti , Si O2 9.47 protsenti , Ti O2 1.1 protsenti , MnO2 0.2 protsenti , Na2O 0.05 protsenti , K2O 0.01 protsenti ) Paagutatakse 1600 kraadises elektriahjus ja hoitakse 3 tundi. Pärast loomulikku jahutamist lõigake piki tiigli sektsiooni, mõõtke räbu korrosiooniala ja läbitungimisala ning arvutage räbu korrosiooniindeks (räbu korrosioonipindala / algse soone aksiaalne ristlõikepindala × 100 protsenti) ja läbilaskvusindeks (läbilaskvusala / rist -soonte algse telje ristlõikepindala × 100 protsenti).
2 Tulemused ja analüüs
2.1 Füüsikalised omadused
Magneesiumisisalduse suurenemise ja spinellipulbri vähenemisega on proovide A ja B painde- ja survetugevused igas temperatuurisektsioonis suuremad kui proovil C. Kolme tüüpi proovide tugevused keskmise ja madala temperatuuriga sektsioonides on ei erine palju. Erinevus on ilmne. Pärast põletamist 1600 kraadi juures suurenes kolme proovi paisumine magneesiumisisalduse suurenemisega järk-järgult. A proovi jääkpaisumine oli 0,48 protsenti, poorsus oli madal ja mahu stabiilsus kõrge; samas kui C valim oli 1,13 protsenti, on jääkpaisumine suurim.
2.2 Proovi makrovaatlus ja räbu korrosiooniindeks pärast räbu erosiooni
On näha, et kolme proovi räbu on pärast korrosiooni täielikku välimust ja ilmset korrosioonimärki pole. Pärast paagutamist 1600 kraadi juures on räbu tungimine domineeriv. Räbu infiltratsiooniosa muutub mustast pruuniks ja üleminekutsoon muutub järk-järgult seestpoolt väljapoole madalamaks. Ülejäänud räbu soones nimetatakse silindriliseks kokkutõmbumiseks keskel. Proovil A olid horisontaalsed ja vertikaalsed praod ning räbu tungis kõrgel temperatuuril järk-järgult pragudesse ning sisemiste jääkide kogus oli väike ja korrosioonikindlus oli keskmine. Proovi B räbu tungimine tiiglisse on madalam kui proovidel A ja C ning jäägi kogus on suurem kui proovil A. Proovil C on selle suure mahupaisumise tõttu suhteliselt suured sisepoorid. Räbu tungib läbi pooride maatriksisse ja difundeerub kõrgel temperatuuril läbi vedela faasi, põhjustades läbilaskvas kihis pragusid ja lahtist struktuuri. Tiigli sees olevat jääki on rohkem kui proovides A ja B. .
Magneesiumisisalduse suurenemisega suureneb erosioonivastane indeks järk-järgult ning läbilaskvusevastane indeks esmalt väheneb ja seejärel suureneb. Ühest küljest reageerib magneesiumoksiidis olev Mg O Al2O3-ga, tekitades in situ spinelli, tekitades mahu laienemise, ja liigne magneesium Mg O lahustub spinellis tahke kujul. Pärast põletamist 1600 kraadi juures on proovil C kõrge magneesiumisisaldus ja suurim sünteetilise spinelli paisumine. Liigne paisumine põhjustab valamise korpuse suurt poorsust ja madalat tugevust, mis põhjustab räbu kergesti maatriksisse tungimise ja termilise lõhenemise; teine ​​Ühest küljest võivad räbus sisalduvad FeO ja MnO spinelliga moodustada tahke lahuse: FeO pluss MnO pluss MA→(Fe,Mn,Mg)O·(Fe,Al)2O3. Räbus sisalduv Si O2 muutub rohkeks ja muutub väga viskoosseks. Kuna räbu läbitungimissügavus (L) sõltub võrrandist: kus σ on räbu pindpinevus, on valamise keha poorsuse raadius, t on räbu läbitungimisaeg, on kokkupuutenurk valamise keha ja räbu vahel. ja on räbu viskoossus. Sellest võib järeldada, et L on pöördvõrdeline. Maatriksis olev Al2O3 võib haarata räbusse CaO, valatavale materjalile lisatud spinell võib räbus tahkestada FeO ja MnO, mis võib tõsta räbu viskoossust ja sulamistemperatuuri ning pärssida räbu läbitungimist. Need kaks mõju võivad muuta Räbu läbitungimise takistuse vähenemine on viidud miinimumini; lisaks, mida suurem on MgO sisalduse suurenedes Mg O ja Al2O3 suhe sünteetilises magneesium-alumiiniumist spinellis, seda suurem on selle korrosioonikindlus, seega proov C Korrosioonikindluse indeks on kõrgem kui proovidel A ja B. Mg O sisaldus proovis C on suhteliselt kõrge ja paisumine suur. Õigest paisumisest põhjustatud mikropraod võivad pragude laienemist organiseerida, kuid liigne paisumine suurendab nende mahtu ja kaotab räbu läbitungimist kontrolliva toime, mistõttu räbu tungib maatriksisse. Tekkis kuumuse lõhenemine, mille tulemuseks oli proovi C kõrge läbilaskvusindeks.
Korrosioonimehhanismi uuringu kohaselt [8] ei saa sularäbu ja kulbiga töötava voodri reaktsiooni tõttu kaitsetsooniks sisemist vooderdust enam sularäbu korrodeerida. Selles kaitsekihi vöös lahustatakse suurem osa voodriga kokkupuutuvas räbus olevast raudoksiidist ja mangaanoksiidist spinellvõre struktuuri, moodustades tahke lahuse. Räbus sisalduv raudoksiid reageerib Al2O3-ga, moodustades raud-alumiinium spinelli ja sellest põhjustatud paisumine ei ole märkimisväärne. Kuigi räbus sisalduv CaO reageerib Al2O3-ga, tekitades CA6, on sellel suur paisumine, kuid seda tasakaalustab räbus sisalduva CaO ja Si O2 reaktsioon Al2O3-ga, et tekiks maiemiit või anortiit ja muud madala sulamistemperatuuriga mineraalid. Seetõttu tagab kulbi töövoodri ja sularäbu vahelise reaktsiooni tulemusena tekkinud kõrge sulamistemperatuuri ja madala sulamistemperatuuriga mineraalide kombinatsioon kulbi töövoodrile kuuma pinna kaitsekihi, minimeerides seeläbi kulbi töövoodri edasist erosiooni.
Lisaks, kui räbu keemiline koostis tungib tulekindlasse materjali ja reageerib sellega, väheneb infiltreerunud ala põhiline kristallside ja see on impulssvoolu poolt kergesti erodeeritav, mis põhjustab tulekindla materjali täiendavat eksponeerimist. ja tulekindel materjal ei puutu kokku. Infiltreerunud osa rünnatakse keemiliselt [9]. Vastupidi, kui puudub mehaaniline tegevus imbunud osa kõrvaldamiseks, muutub keemiline rünnak järk-järgult aeglasemaks ja peatub termilise temperatuuri gradiendi tõttu. Termotsükli ajal ei ole läbilaskev kiht kunagi läbilaskvat kihti maha koorinud, seega piirab kulbiga valatava struktuuri koorimist läbitungimissügavus. Erinevad on ka nõuded kulbivalu erinevatele osadele. Kulpi seinavalu juhitakse metallkattega ja see ei laiene praktilistes rakendustes vabalt. Pikema kasutusea tagamiseks on vaja pärast töötlemist kõrgel temperatuuril valida madala lineaarse paisumiskiirusega Al2O3-MgO. Valatav, mitteketendus ja samaaegselt korrosioonikindel. Koti põhi erineb koti seinast, koti põhja sidumisjõud on väike ning tugevalt paisuvat materjali on siin raske rakendada paisumise ja hõljumise tõttu. Kaare kaaremise vältimiseks ja räbu läbitungimise tõkestamiseks on suure mahustabiilsuse ja hea termilise šokiga korund-spinellvaludest saanud esimene valik põhjakatete jaoks. Praegu on B-rühma valemit edukalt rakendatud suure kodumaise terasetehase 110-tonnise koppi seinale, mille keskmine kasutusiga on 180-200 ahju, millest 30 ahju on LF-rafineerimine ja jääkpaksus kulbi sein on 70 mm.
3 Järeldus
Valatavate materjalide räbu erosioonikindlus ja läbilaskvuskindlus on sageli vastuolulised ning erosioonikindlust ja läbilaskvuskindlust tuleks kaaluda vastavalt konkreetsetele kasutustingimustele. Selles katses, kui sulatatud magneesiumoksiidi pulbri kogus on 4% (w) ja sulatatud magneesium-alumiinium-spinellpulbri kogus on 8% (w), on alumiinium-magneesiumikulbil parem räbukindlus.