MITKÄ RAAKA-AINEET VAIKUTTAVAT ALUMIINI-MAGNESIUMA KUVIEN KESTÄVYYKSEEN

Nyt kauhasta on tullut tärkeä jalostuslaite, joten alkalisista tiileistä on tullut tärkeä tulenkestävä materiaali kauhan vuorauksessa, ja niitä käytetään yhdessä erilaisten rakennusmenetelmien kanssa, kuten Mg OC -tiilet kuonalinjalle ja alumiinia. -magnesiumia kauhan pohjalle ja seinälle. Valettava. Kuonalinjan käyttöolosuhteet ovat erityisen ankarat, ja myös sisävuorauksen vauriot ovat vakavimpia. Käytännön sovelluksissa tulee kiinnittää erityistä huomiota teräskuonan vaurioitumiseen tulenkestävissä materiaaleissa.
Teräskuonan vaurioituminen tulenkestävissä materiaaleissa jakautuu pääasiassa kahteen osaan, joista toinen on eroosio ja toinen tunkeutuminen. Kuonan tunkeutuessa tiilen sisään muodostuu tiilen metamorfinen kerros ja metamorfinen kerros ja muuntamaton kerros vaihtuvat jatkuvasti kylmän ja lämmön välillä käytön aikana ja paisuntakertoimen ero aiheuttaa halkeamia ja rakenteellista kuoriutumista. Siksi valukauha on tarkoitettu pääasiassa vahvistamaan matriisia, vähentämään kuonan tunkeutumista ja heikentämään metamorfisen kerroksen muodostumista.
1 testi
1.1 Raaka-aineet ja testisuunnitelma
Käytetty kiviaines on sulatettua valkoista korundia, jonka raekoko on {{0}}, 5-3, 3-1 ja pienempi tai yhtä suuri kuin 1 mm, w(Al2O3)=98. 5 prosenttia; 1-0 mm levykorundi, w(Al2O3)=98,5 prosenttia ; Vähemmän tai yhtä suuri kuin 0,074 mm magnesium-alumiini spinellijauhe, w(Al2O3)=78,5 prosenttia , w(Mg O)=20 prosenttia ; Vähemmän tai yhtä suuri kuin 0,088 mm sulatettua magnesiumoksidijauhetta, w(Mg O)=96,5 prosenttia ; Vähemmän tai yhtä suuri kuin 3 μm -Al2O3 hieno jauhe, w(Al2O3)=98,5 prosenttia ; puhdasta kalsiumaluminaattisementtiä, w(Al2O3)=70 prosenttia , w(CaO)=29 prosenttia .
Mukaan sulatettua valkoista korundikiviainesta 55 prosenttia (w), taulukkokorundikiviainesta 10 prosenttia (w), hienoa korundijauhetta, magnesiumoksidijauhetta, magnesium-alumiini spinellijauhetta ja -Al2O3-jauhetta 32 prosenttia (w), alumiinia Kalsiumhapposementtiä 3 prosenttia ( w) sekoitetaan magnesiumoksidin ja spinellin pitoisuuden muuttamiseksi.
1.2 Testausprosessi ja suorituskykytesti
Valmistettua näytettä tärytettiin ja kaadettiin muottiin, jonka koko oli 40 mm × 40 mm × 160 mm, ja sitä purettiin luonnollisella kovetuksella 24 tunnin ajan. Lämpökäsittelyn jälkeen 110 asteessa 24 tuntia, 1000 asteessa 3 tuntia ja 1600 asteessa 3 tuntia lämpökäsittely mitattiin. Suorituskyky, käyttämällä staattista upokasmenetelmää kuonakorroosiotestissä. Poraa näytteen muodostussuuntaa pitkin 40 mm syvyydeltään ja 38 mm:n ja 33 mm:n sisähalkaisijaltaan reiät näytteen yläpinnan keskelle upokkaiden valmistamiseksi. Kun on täristetty, muotoiltu ja paistettu 110 asteessa 24 tuntia, jokaiseen upokkaaseen asetetaan reiät. Laita 50 g kuonaa (kuonan kemiallinen koostumus (w) on: Fe2O3 24.97 prosenttia, Al2O3 6.63 prosenttia, CaO 16.13 prosenttia, Si O2 9.47 prosenttia , Ti O2 1.1 prosenttia , MnO2 0.2 prosenttia , Na2O 0.05 prosenttia, K2O 0.01 prosenttia ) Sintrattu 1600 asteen sähköuunissa ja säilytetty 3 tuntia. Luonnollisen jäähdytyksen jälkeen leikkaa upokkaan osaa pitkin, mittaa kuonan korroosioalue ja tunkeutumisalue ja laske kuonan korroosioindeksi (kuonan korroosiopinta-ala / alkuperäinen uran aksiaalinen poikkileikkauspinta-ala × 100 prosenttia) ja läpäisevyysindeksi (läpäisyalue / poikkipinta) -alkuperäisen uran akselin poikkipinta-ala × 100 prosenttia).
2 Tulokset ja analyysi
2.1 Fysikaaliset ominaisuudet
Magnesian lisääntyessä ja spinellijauheen vähentyessä näytteiden A ja B taivutus- ja puristuslujuudet kussakin lämpötilaosassa ovat korkeammat kuin näytteen C. Kolmen tyyppisen näytteen lujuudet keski- ja matalalämpötiloissa ovat ei juurikaan erilainen. Ero on ilmeinen. 1600 asteen polton jälkeen kolmen näytteen laajeneminen lisääntyi vähitellen magnesiumoksidipitoisuuden kasvaessa. A-näytteen jäännöslaajeneminen oli 0,48 prosenttia, huokoisuus oli alhainen ja tilavuuden stabiilisuus oli korkea; kun taas C-näyte oli 1,13 prosenttia, jäännöslaajeneminen on suurin.
2.2 Makrohavainto ja näytteen kuonakorroosioindeksi kuonaeroosion jälkeen
Voidaan nähdä, että kolmen näytteen kuonalla on täydellinen ulkonäkö korroosion jälkeen, eikä siinä ole ilmeisiä korroosion merkkejä. 1600 asteen sintrauksen jälkeen kuonan tunkeutuminen on hallitseva. Kuonan tunkeutumisosa muuttuu mustasta ruskeaksi ja siirtymävyöhyke tulee vähitellen matalammaksi sisältä ulospäin. Urassa jäljellä olevaa kuonaa kutsutaan lieriömäiseksi kutistumiseksi keskellä. Näytteessä A oli vaaka- ja pystysuoria halkeamia ja kuona tunkeutui vähitellen halkeamiin korkeassa lämpötilassa, sisäisiä jäämiä ei ollut paljon ja korroosionkestävyys oli keskimääräinen. Näytteen B kuonan tunkeutuminen upokkaan on matalampi kuin näytteillä A ja C, ja jäännösmäärä on enemmän kuin näytteellä A. Näytteen C sisähuokoset ovat suhteellisen suuret sen suuren tilavuuden laajenemisen vuoksi. Kuona tunkeutuu matriisiin huokosten kautta ja diffundoituu nestefaasin läpi korkeissa lämpötiloissa aiheuttaen halkeamia ja löysää rakennetta läpäisevään kerrokseen. Upokkaan sisällä olevan jäännöksen määrä on enemmän kuin näytteissä A ja B. .
Magnesian lisääntyessä eroosionestoindeksi kasvaa vähitellen ja läpäisevyydenestoindeksi ensin pienenee ja sitten kasvaa. Toisaalta magnesiumoksidissa oleva Mg O reagoi Al2O3:n kanssa muodostaen spinelliä in situ, mikä lisää tilavuutta, ja ylimääräinen magnesiumoksidi Mg O liukenee kiinteästi spinelliin. 1600 asteen polton jälkeen näytteessä C on korkea magnesiumoksidipitoisuus ja suurin synteettisen spinellin laajeneminen. Liiallinen laajeneminen johtaa kaatokappaleen suureen huokoisuuteen ja alhaiseen lujuuteen, mikä saa kuonan helposti tunkeutumaan matriisiin ja aiheuttaa lämpöhalkeilua; toinen Toisaalta kuonassa oleva FeO ja MnO voivat muodostaa kiinteän liuoksen spinellin kanssa: FeO plus MnO plus MA→(Fe,Mn,Mg)O·(Fe,Al)2O3. Kuonassa olevaa Si O2:ta tulee runsaasti ja siitä tulee hyvin viskoosia. Koska kuonan tunkeutumissyvyys (L) riippuu yhtälöstä: missä σ on kuonan pintajännitys, on kaatokappaleen huokoisuussäde, t on kuonan tunkeutumisaika, on valukappaleen ja kuonan välinen kosketuskulma , ja on kuonan viskositeetti. Voidaan päätellä, että L on kääntäen verrannollinen. Matriisissa oleva Al2O3 voi vangita CaO:ta kuonassa, valukappaleeseen lisätty spinelli voi kiinteyttää kuonassa olevaa FeO:ta ja MnO:ta, mikä voi lisätä kuonan viskositeettia ja sulamispistettä sekä estää kuonan tunkeutumista. Nämä kaksi vaikutusta voivat tehdä. Kuonan tunkeutumisvastuksen lasku on estetty minimiin; lisäksi MgO-pitoisuuden kasvaessa mitä suurempi Mg O:n suhde Al2O3:een on synteettisessä magnesia-alumiini spinellissä, sitä suurempi on sen korroosionkestävyys, joten näyte C Korroosionkestävyysindeksi on korkeampi kuin näytteillä A ja B. Näytteen C MgO-pitoisuus on suhteellisen korkea ja laajeneminen on suuri. Oikean laajenemisen aiheuttamat mikrohalkeamat voivat järjestää halkeamien laajenemisen, mutta liiallinen laajeneminen lisää tilavuutta ja menettää kuonan tunkeutumista säätelevän vaikutuksen, jolloin kuona tunkeutuu matriisiin. Tapahtui lämpöhalkeilua, mikä johti näytteen C korkeaan läpäisevyysindeksiin.
Korroosiomekanismin tutkimuksen [8] mukaan sulan kuonan ja senkan työvuorauksen muodostaman suojavyöhykkeen reaktion vuoksi sula kuona ei enää voi syövyttää sisävuorausta. Tässä suojakerroksen hihnassa suurin osa vuorauksen kanssa kosketuksissa olevan kuonan rautaoksidista ja mangaanioksidista liukenee spinellihilarakenteeseen kiinteäksi liuokseksi. Kuonan sisältämä rautaoksidi reagoi Al2O3:n kanssa muodostaen rauta-alumiini spinelliä eikä sen aiheuttama laajeneminen ole merkittävää. Vaikka kuonassa oleva CaO reagoi Al2O3:n kanssa tuottaen CA6:ta, sillä on suuri laajeneminen, mutta sitä tasapainottaa kuonassa olevan CaO:n ja Si O2:n reaktio Al2O3:n kanssa, jolloin muodostuu mayemiittia tai anortiittia ja muita matalassa lämpötilassa sulavia mineraaleja. Sen vuoksi korkean sulamispisteen ja matalan sulamispisteen mineraalien yhdistelmä, joka syntyy senkan työvuorauksen ja sulan kuonan välisestä reaktiosta, tarjoaa kuuman pinnan suojakerroksen senkan työstövuoraukselle, minimoiden siten senkan työvuorauksen lisäeroosiota.
Lisäksi, kun kuonan kemiallinen koostumus tunkeutuu tulenkestävään materiaaliin ja reagoi sen kanssa, tunkeutuneen alueen pääkidesidos heikkenee ja se syöpyy helposti impulssivirtauksen vaikutuksesta, mikä aiheuttaa tulenkestävän materiaalin edelleen paljastumisen. , ja tulenkestävä materiaali ei ole paljaana. Infiltroitunut osa saa kemiallisen hyökkäyksen [9]. Päinvastoin, kun ei ole mekaanista toimintaa tunkeutetun osan poistamiseksi, kemiallinen hyökkäys hidastuu vähitellen ja pysähtyy lämpölämpötilagradientin vuoksi. Lämpökiertoprosessissa läpäisevä kerros ei ole koskaan irronnut läpäisevää kerrosta, joten tunkeutumissyvyys rajoittaa kauhavalettavan rakenteen kuoriutumista. Vaatimukset valukauhan eri osille ovat myös erilaisia. Kauhan seinävalua ohjaa metalliverhous, eikä se laajene vapaasti käytännön sovelluksissa. Pidemmän käyttöiän saavuttamiseksi on tarpeen valita Al2O3-MgO, jolla on alhainen lineaarinen laajenemisnopeus korkean lämpötilan käsittelyn jälkeen. Valettava, hilseilemätön ja korroosionkestävä samanaikaisesti. Pussin pohja eroaa pussin seinämästä, pussin pohjan sidosvoima on pieni ja voimakkaasti laajenevaa materiaalia on vaikea levittää tähän turpoamisen ja kellumisen haittapuolena. Kaaremisen estämiseksi ja kuonan tunkeutumisen estämiseksi korundi-spinellivalukappaleet, joilla on suuri tilavuusstabiilisuus ja hyvä lämpöshokki, ovat tulleet ensimmäiseksi valinnaksi verhouspohjasovelluksiin. Tällä hetkellä B-ryhmän kaavaa on onnistuneesti sovellettu suuren kotimaisen terästehtaan 110 t:n kauhan seinämään, jonka keskimääräinen käyttöikä on 180-200 uunia, joista 30 uunia on LF-raffinointia ja jäännöspaksuus kauhan seinämä on 70 mm.
3 Johtopäätös
Valukappaleiden kuonaeroosionkestävyys ja läpäisevyyden kestävyys ovat usein ristiriidassa, ja eroosionkestävyys ja läpäisevyyden kestävyys tulee punnita erityisten käyttöolosuhteiden mukaan. Tässä kokeessa, kun sulatetun magnesiumoksidijauheen määrä on 4 prosenttia (w) ja sulatetun magnesiumoksidi-alumiini-spinellijauheen määrä on 8 prosenttia (w), alumiini-magnesiumkauhalla on parempi kuonankestovaikutus.