UTICAJ MIKROSTRUKTURE NA VISOKU TEMPERATURU ČVRSTOĆE MAGNEZIJA-KROM CIKE

Promjenom sadržaja komponenti u vatrostalnoj cigli proučavaju se visokotemperaturna čvrstoća i mikrostruktura, a rezultati pokazuju da se visokotemperaturna čvrstoća može efikasno poboljšati kontrolom sekundarnog spinela.
1. Uvod
Magnezit-hrom cigle imaju dobru otpornost na koroziju i čvrstoću pri visokim temperaturama, te se široko koriste u opremi za sekundarnu rafinaciju kao što su RH i AOD.
Podrazumijeva se da struktura i količina sekundarnog spinela koji nastaje tokom procesa sinterovanja imaju veliki utjecaj na poboljšanje čvrstoće pri visokim temperaturama magnezijsko-hrom opeke. Općenito se vjeruje da ovaj sekundarni spinel nastaje i raste sinterovanjem tečne faze koji sadrži SiO2 i CaO, tako da na njega ne utiču samo glavne komponente MgO i Cr2O3, već i sekundarne komponente kao što su CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3. .
Promjenom omjera upotrijebljenih sirovina i sadržaja pomoćnih komponenti pripremljeni su uzorci, proučavana je visokotemperaturna čvrstoća i mikrostruktura te se raspravljalo o faktorima koji utiču na poboljšanje visokotemperaturne čvrstoće. Izvještaj je sljedeći.
2. Test uzorak
Polupovezane magnezijsko-hromirane opeke pripremljene su promjenom omjera sastava sirovina ispod 1 mm, koje su korištene kao ogledni uzorci. Uzorak A je osnovni uzorak. Uzorci B i C smanjuju stopljeni magnezijum-hrom i povećavaju omjer krom oksida i fuzioniranog magnezija, uglavnom smanjujući sekundarne komponente Al2O3 plus Fe2O3. U uzorcima D i E, topljeni magnezijum-hrom je smanjen kako bi se povećao udio hromove rude i smanjio udio topljenog magnezija, pa je sadržaj Al2O3 plus Fe2O3, SiO2 i Cr2O3 blago povećan.
Ovi testni uzorci su izliveni u 150mm×75mm×50mm pod istim uslovima oblikovanja i pečeni na ultravisokoj temperaturi u tunelskoj peći.
3. Rezultati ispitivanja
Uzorci B i C imaju nisku poroznost i veliku zapreminsku gustinu, a čvrstoća na pritisak ima tendenciju smanjenja, ali se čvrstoća na visokoj temperaturi povećava. Za uzorke D i E, fizička svojstva i čvrstoća ostaju u osnovi konstantni, a čvrstoća na visokim temperaturama raste s povećanjem rude hroma.
Raspodjela Fe i Cr pronađena je u svijetlom dijelu SEM slike. Pretpostavlja se da je raspodjela Al u osnovi ista kao i raspodjela Cr i Fe faza. U svim nečistoćama uzorka, Al2O3 i Fe2O3 zajedno sa Cr2O3 čine spinel fazu Mg(Cr, Al, Fe)2O4. Razlika između uzoraka je u tome što, u poređenju sa uzorkom A, uzorak C ima više Cr i manje Fe. Uzorak E ima veliku komponentu Fe i malu Cr komponentu.
Što se tiče raspodjele Si i Ca, u svim uzorcima je postojala faza u kojoj su se Si, Ca i Mg preklapali u blizini sekundarne spinele. Prema rezultatima tačkaste analize, pretpostavlja se da su CaMgSiO4 i Mg2SiO4 u superponiranoj fazi prisutni u težinskom odnosu 80:20. Utvrđeno je da uzorci D i E imaju manje Ca i više Mg, a odnos faza je bio CaMg2SiO4:Mg2SiO4=16:84. U poređenju sa uzorkom A, Si i Ca su široko rasprostranjeni.
4. Analiza
Smatra se da je visokotemperaturna čvrstoća uzoraka B i C dodanih krom oksidom posljedica činjenice da je sekundarni spinel bogat Cr. Pretpostavlja se da su se smanjili uzorci B, C, Al2O3 i Fe2O3, a povećala količina Cr2O3 u sekundarnom spinelu. Kao što je prikazano na slici 2 i slici 3, MgCr2O4 se teško rastvara u CaMgSiO4 na visokoj temperaturi, pa se općenito vjeruje da je otapanje sekundarnog spinela inhibirano, a prikazana je i visokotemperaturna čvrstoća.
U uzorcima D i E kojima je dodavana ruda hroma došlo je do taloženja faze sa višom tačkom topljenja usled povećanja količine SiO 2 . Kao rezultat toga, pretpostavlja se da je količina tekuće faze proizvedene na visokoj temperaturi smanjena, otapanje sekundarnog spinela je potisnuto, a čvrstoća na visokoj temperaturi se održava.
5 Zaključak
Promijenjena je visokotemperaturna čvrstoća i mikrostruktura uzoraka sa sadržajem pomoćnih komponenti u cigli. Prema rezultatima ispitivanja, nagađa se da se sekundarni spinel nije otopio i nestao, pa je mogao održati visoku čvrstoću na visokim temperaturama.
Na osnovu rezultata ove studije, očekuje se da će se razviti materijali poboljšane čvrstoće pri visokim temperaturama kako bi se produžio vijek trajanja peći.