2.2 Käytön jälkeen valettavan korundi-spinellin koostumus ja rakenne
Alkuperäisen työkerroksen paksuus on 230-250mm ja iskualueen näennäinen morfologia 8# kauhan pohjassa 91 käyttökerran jälkeen. Korundi-spinellivalettavan jäännöspaksuus on noin 120 mm ja kuumapään metamorfinen kerros on ohut. Kuuman pinnan suuntaisia läpimeneviä halkeamia on ilmeisiä noin 20 ja 80 mm etäisyydellä kuumasta päästä, ja halkeaman halkeamaa pitkin esiintyy kuonan tunkeutumisilmiö.
Sulan kuonan ja korundi-spinellivalettavan vuorovaikutuksen analysoimiseksi ja materiaalin vauriomekanismin ymmärtämiseksi alue A otettiin kevyeksi levyksi. Pyyhkäisyelektronimikroskoopilla ja energiaspektrometrillä havainnoitiin alueen mikrorakennetta ja määritettiin mikroalueen komponentit. Jäännöksen A-alueen kuuman pinnan mikrorakenne käytön jälkeen kuonakerroksesta kvasiprotoplasmiseen kerrokseen
Voidaan nähdä, että jäännösmateriaalin pinta-ala A käytön jälkeen voidaan jakaa selvästi kolmeen kerrokseen: kuonakerros (noin 0,5 mm), läpäisevä kerros (6-8 mm) ja protoplasminen kerros. kerros. Kuonassa olevat alkuaineet reagoivat valettavan matriisin kanssa muodostaen matalassa lämpötilassa sulavan faasin (katso tunkeutumiskerros kuvassa 2) ja tunkeutuvat valumateriaaliin matriisin läpi, mikä edistää matriisin sintrautumista ja tiivistymistä. Protoplasmisessa kerroksessa on suuri määrä huokosia, rakenne on löysä, läpäisevän kerroksen ja protoplasmisen kerroksen välinen lämpölaajenemiskerroin ei täsmää, ja näiden kahden välissä esiintyy halkeamia. Läpäisevässä kerroksessa kuonassa olevat FeO, CaO ja SiO₂ tunkeutuvat valettavaan matriisiin. Kun tunkeutuminen jatkuu, sen pitoisuus vähenee vähitellen.
Kuonan tunkeutumisen vaikutuksen analysoimiseksi edelleen valuvanteen mikrorakenteeseen ja mikroalueen koostumukseen, kuvion 2 kutakin aluetta suurennettiin tarkkailua varten ja suoritettiin EDS-analyysi. Kuonakerroksen a-alueella työpinnan valettavan matriisin mikrorakenne tuhoutuu, matriisiin tunkeutuu suuri määrä nestefaasia ja rakenne on tiivis. Pääfaasit ovat MgO-CaO-Al2O3-SiO2-FeO matalan sulamispisteen faasi ja CaO-Al2O3-SiO2-FeO alhaalla sulava faasi). Imeytyskerroksen alueilla b ja c kuonassa oleva suuri määrä CaO:ta, SiO2:ta ja FeO:ta tunkeutuu valumateriaaliin, mikä johtaa matriisin tiivistymiseen. Magnesium-alumiini spinellifaasi. Protoplasmisen kerroksen alueella d matriisissa on suuri määrä huokosia ja rakenne on löysä, pääasiassa magnesium-alumiini spinellifaasia, CaO-Al2O3-faasia ja korundifaasia. Sen lisäksi, että kuona tunkeutuu valukappaleeseen matriisin kautta, se leviää myös halkeamia pitkin valukappaleeseen.
2.3 Korundi-spinellivalettavan vauriomekanismi
Senkan alemman työkerroksen päävauriotekijät ovat lämpöshokki, mekaaninen rasitus, eroosio ja kuonan tunkeutuminen. Työpinnalla alkuperäisen valukappaleen päävaiheet ovat magnesiumalumiini spinelli, CaO-Al2O3 ja korundi. Kuonan eroosion ja valuvanteen tunkeutumisen myötä matriisissa oleva magnesium-alumiini-spinellifaasi imee kuonassa olevan FeO:n ja korundi reagoi kuonassa olevan CaO:n ja SiO2:n kanssa muodostaen matalassa sulamispisteessä kalsium-alumiini-pii. vaihe:
Kun SiO2-, FeO- ja CaO-pitoisuus kuonassa pienenee, kuonan suhteellinen pitoisuus pienenee, jolloin edelleen kuluvan ja valukappaleeseen tunkeutuvan kuonan määrä vähenee.
Työpinnalla kuonassa oleva nestefaasi ja reaktiossa muodostunut nestefaasi tunkeutuvat valukappaleeseen. Lämpötilagradientista johtuen kuuman pinnan sintraustiivistyminen ja matriisisidosfaasi tuhoutuvat samalla. Mekaanisen rasituksen ja lämpöjännityksen vuoksi tiheään kerrokseen muodostuu halkeamia, jotka leviävät reaktiokerroksen ja läpäisevän kerroksen välisen rajapinnan läpi, mikä johtaa reaktiokerroksen kuoriutumiseen. Lisäksi kuona syöpyy ja tunkeutuu valukappaleeseen halkeamia pitkin, mikä nopeuttaa reaktiokerroksen irtoamista tulenkestävästä materiaalista. Tämän tilanteen toistuminen palvelun aikana johti tulenkestävien materiaalien tuhoutumiseen.
tiivistettynä
(1) Korundi-spinellivaluja käytetään korvaamaan kauhan pohjassa olevat magnesium-alumiini-hiilitiilet, jotka voivat täyttää sähköuunin pyöreän aihion tuotantolinjan sulatusprosessin. Integroituja valukappaleita käytettäessä kauhan alemman työkerroksen sulamishäviö on pieni, eheys ja ilmatiiviys vahvistuvat, ja todennäköisyys kylmäteräksen tunkeutumiseen tiililiitoksia pitkin ja offline-tilassa epänormaalien tuuletustiilien vuoksi pienenee, ja kauhan käytön turvallisuus paranee ja optimoitu merkittävästi Huoltotilaa parannetaan ja tulenkestävän materiaalin kulutus pienenee.
(2) Korundi-spinellivalun vauriot johtuvat pääasiassa kuonan ja tulenkestävän materiaalin reaktiosta. Samaan aikaan lämpöjännitys ja mekaaninen rasitus ovat myös tärkeitä; lisäksi kuona syöpyy ja tunkeutuu valukappaleeseen halkeamaa pitkin kiihdyttäen Reaktiokerros irtoaa tulenkestävästä materiaalista. Tämän prosessin toistaminen palvelun aikana on johtanut tulenkestävien materiaalien tuhoutumiseen.
