Postupak eksperimenta
Koristite tabelarni korund, fuzionisani korund, sinterovani aluminijum-magnezijum spinel, fuzionisani magnezijum, -Al2O3 mikroprah, silicijum mikroprah i čisti kalcijum aluminat cement, itd. Sušenje na 110 stepeni, pečenje na 1000 stepeni ×3h i 1500 stepeni ×3h.
Odredite prividnu poroznost, nasipnu gustinu, čvrstoću na pritisak, čvrstoću na savijanje, brzinu linearne promjene i 1400 stepeni ×1h termičku čvrstoću uzorka nakon tretmana na različitim temperaturama prema GB; testirati brzinu linearne promene uzorka pod opterećenjem, pritisak je 0,196 MPa, brzina zagrevanja je 10 stepeni/min, maksimalna temperatura je 1500 stepeni, a temperatura se održava 3h; eksperiment otpornosti na šljaku usvaja metodu lončića, a finalna šljaka konvertora (wCaO36,84 posto, wSiO214,77 posto, wAl2O328,17 posto, wFeO7,95 posto, wMnO4 ,58 posto) 150g je stavljena u lončić, nakon obrade u MoSi2 štapnoj električnoj peći na 1650 stupnjeva × 3h, isječen je duž središnje ravni lončića kako bi se izmjerila korozija i dubina prodiranja troske u lončić; hemijska analiza, optički mikroskop, difrakcija rendgenskih zraka. Uzorci nakon korozije šljake se analiziraju pomoću elektronskih sondi.
Rezultati i analiza
3.1 Svojstva i glavni faktori uticaja aluminijum-magnezijumskih liva visoke čistoće
Aluminijum-magnezijumske livnice visoke čistoće razvijene su na bazi aluminijuma i magnezijuma. Svrha je poboljšati otpornost na koroziju i visoke temperaturne performanse aluminijskih livada, kao i poboljšati njihovu otpornost na propusnost i stabilnost termičkog udara. Njegova tačka šarže pada na aluminijumsku stranu binarnog faznog dijagrama MgO-Al2O3.
Glavna komponenta livenog Al2O3 reaguje sa MgO da bi na visokoj temperaturi formirala spinel, praćeno proširenjem zapremine od oko 7 procenata. Kako bi se suzbilo oštećenje cijepanja uzrokovano ovim ekspanzijskim naprezanjem, eksperimentalno su proučavani učinci dviju različitih sirovina, topljenog magnezija i magnezij-aluminij spinela, na otpornost materijala na trosku. Rezultati pokazuju da se dodavanjem određene količine magnezijevog oksida livnica podmazuje u maloj količini tekuće faze, posebno kada se koristi, podvrgava se hidrostatičkom pritisku rastaljenog čelika, napreduje reakcijsko sinterovanje i labavo tijelo ekspanzije spinela se promoviše da bude više gusto. Magnezija može učiniti da lijevak i dalje pokazuje mikro-ekspanziju na visokoj temperaturi, održava integritet, a također je koristan za smanjenje gubitka korozije. Međutim, što je grublja kritična veličina čestica magnezija ili dodatak više od 4C, to je veće širenje, propadanje strukture, produbljivanje prodiranja šljake i tendencija povećanja gubitka od korozije.
Uvođenjem predsintetičkog spinela za zamjenu topljenog magnezija, istraživanje vjeruje da što je veći teoretski sadržaj spinela, to je bolja otpornost na koroziju livenog materijala, a dubina prodiranja šljake je najmanja kada je sadržaj spinela 10 do 30 posto, a sadržaj špinela je 10 do 30 posto. Kada sadržaj prelazi 50 posto, to pokazuje uzlazni trend sa povećanjem sadržaja spinela. Veličina čestica spinela sa ujednačenom distribucijom finog praha je najefikasnija za blokiranje strukturnog ljuštenja uzrokovanog infiltracijom šljake. Studija je otkrila da komponenta spinela igra odlučujuću ulogu u otpornosti na šljaku samog klinkera od špinela i livenog materijala pomiješanog s korundom, a MgO u spinelu je idealan od 3 do 5 posto. Mikroprašak silicijum dioksida je takođe efikasan u inhibiciji formiranja ekspanzijskog stresa spinela. Istraživanja su pokazala da na niskim temperaturama silicijumski mikroprah i MgO prah formiraju MSH supstancu, koja može spriječiti hidrataciju periklasa, poboljšati fluidnost livaca i povećati gustinu liva. Apsorbirajte ekspanzijski stres pri visokim temperaturama, međutim, količina dodanog silicijumskog mikropraha se povećava, formiranje tekuće faze se povećava na visokoj temperaturi, a otpor puzanja pri visokim temperaturama se smanjuje. Kao što je prikazano na slici 2, materijal je sklon prekomjernom sinteriranju i pucanju pod pritiskom rastaljenog čelika. povećavaju se, pukotine se šire, a ljuštenje produbljuje. Općenito se koriste kompozitno vezivo od cementa i silicijum dioksida.
Odgovarajuća količina hidrata cementa sa visokim sadržajem glinice se dehidrira kako bi se formirao CA seriju visoko aktivnih supstanci, koje lako hemijski reaguju sa dodatkom praha Al2O3 od oko 1000 stepeni.
Zaključno, i Al-špinel i Al-Mg odljevci imaju dobru ujednačenost mikrostrukture, otpornost na puzanje na visokim temperaturama, stabilnost na termički udar i otpornost na eroziju i prodiranje troske. Glavna razlika između ova dva je u tome što prvi uvodi prethodno sintetizirani spinel, koji ima nisku čvrstoću nakon pečenja na različitim temperaturama, visoku čvrstoću na savijanje pri visokim temperaturama, dobru stabilnost volumena i malu brzinu linearne promjene; potonji reaguje da formira spinel kada se koristi na visokoj temperaturi, a različit. Ima visoku čvrstoću nakon sagorevanja na visokoj temperaturi, jak otpor puzanju na visokoj temperaturi, kompaktnost i veliku linearnu brzinu promene.
3.2 Oštećenja aluminijumsko-magnezijumskih liva visoke čistoće
Aluminijum-spinel liveni i aluminijum-magnezijum liveni su u suštini isti sistem na visokoj temperaturi, a glavne kristalne faze su korund i spinel bogat aluminijumom. Faktori koji utiču na otpornost liva na šljaku su veoma složeni, kao što su klasa čelika, sastav šljake, uslovi topljenja, itd., ali su uglavnom kontrolisani mineralnim sastavom i mikrostrukturom liva. FeO i MnO iz šljake za hvatanje spinela bogate aluminijumom prvo zauzimaju rupe za katjone i zamenjuju deo MgO da bi formirali kompozitnu čvrstu otopinu spinela sa tipičnim sastavom Mg0.70Mn 0.08Fe0.21Al2.00O4. Analiza elektronskom sondom pokazuje da je u istom području fino rastvorljivost Fe i Mn u spinelu čestica približno ista, dok je sadržaj Fe i Mn elemenata na rubu većih čestica spinela mnogo veći od onog u spinelu čestica. unutrašnjost čestica. Analiza također pokazuje da konstanta rešetke spinela postepeno opada od strane radne površine prema unutra, što je u skladu sa promjenom sadržaja Fe2O3 u svakom sloju. Čvrstoća je bliža spinelu originalnog sloja.
Korund apsorbuje CaO u šljaci da bi formirao minerale kalcijum aluminata i učvrstio se. Optičkim mikroskopom se vidi da se na rubu čestica korunda u propusnom sloju uzorka nalazi reakcioni krug nalik pločici kalcijum aluminata, a u matriksu postoji veliki broj igličastih minerala CA6. SiO2 pospešuje CA6 Kada kristal raste, pore postaju finije, formirajući gušći sloj barijere, a zaostala šljaka je bogata SiO2 i postaje viskozna i teška za prodiranje.
Za razliku od livenog aluminij-špinela, iako aluminij-magnezij lijevak formira više tekućih faza na visokoj temperaturi, spinel novoformiran reakcijom MgO i Al2O3 ima fina zrna, mnoge defekte i male konstante rešetke. Špinel je finije podijeljen, što promiče čvrstu otopinu Al2O3 u spinel, formirajući aluminijum bogatu spinelu sa većom koncentracijom defekata rešetke, a lijevak je također gušći. Zbog toga je otpornost na šljaku, posebno otpornost na sposobnost prodiranja šljake, bolja. Mikroskopsko posmatranje pokazuje da su kompozitna zrna spinela u izmijenjenom sloju uzorka potpuno razvijena i euedralna, sa veličinom zrna od oko 15-40 mm, a neka su i do 120 mm. Čvrsta rastvorljivost FeO i MnO u spinelu je znatno povećana. Sastav Mg0.68Mn0.17Fe0.47Al1.79O4.
U zakljucku
(1) Razuman odabir količine miješanja spinela, magnezijevog oksida, mikropraha silicijum dioksida i cementa, te kontrola idealne mikrostrukture su od suštinskog značaja za dobijanje aluminijumsko-magnezijumskih odlivaka visoke čistoće sa stabilnim performansama.
(2) Iako razvijeni Al-Mg odljevci visoke čistoće imaju različita svojstva, svi imaju dobru ujednačenost mikrostrukture, otpornost na puzanje na visokim temperaturama, stabilnost na termički udar i otpornost na eroziju i prodiranje troske.
(3) Mehanizam protiv šljake aluminijum-magnezijskih liva visoke čistoće: Spinel hvata FeO i MnO u šljaci kako bi zauzeo njene rupe za katjone, zamjenjuje MgO kako bi formirao kompozitni spinel, korund apsorbira CaO za stvaranje CA2, CA6, SiO6 promovira CA6 kristal. zrna rastu i formiraju gušći sloj barijere, a zaostala šljaka je bogata SiO2 i zgušnjava se, čime se poboljšava otpornost na prodiranje šljake i eroziju. Zbog reakcije MgO i Al2O3, novoformirani spinel u aluminijsko-magnezijskom ljevaku ima sitna zrna i mnoge defekte. Zbog toga je aluminijski spinel njegova otpornost na šljaku jača od otpornosti na aluminij-špinel.
