2.2 Sastav i struktura korund-spinela koji se može lijevati nakon upotrebe
Debljina originalnog radnog sloja je 230-250mm, a očigledna morfologija udarne površine na dnu lonca 8# nakon 91 puta upotrebe. Preostala debljina lijevanog korund-spinela je oko 120 mm, a vrući metamorfni sloj je tanak. Očigledne su prolazne pukotine paralelne sa vrućom površinom na udaljenosti od oko 20 i 80 mm od vrućeg kraja, a javlja se i pojava prodiranja šljake duž pukotine u pukotini.
Da bi se analizirala interakcija između rastaljene troske i livenog korund-spinela i razumio mehanizam oštećenja materijala, uzeta je površina A za izradu lagane ploče. Skenirajući elektronski mikroskop i energetski spektrometar korišteni su za promatranje mikrostrukture područja i određivanje komponenti mikropodručja. Mikrostruktura vruće površine A područja ostatka nakon upotrebe od sloja troske do kvazi-protoplazmatskog sloja
Može se vidjeti da se područje A zaostalog materijala nakon upotrebe može jasno podijeliti u 3 sloja: sloj šljake (oko 0.5mm), propusni sloj (6-8mm) i protoplazmatski sloj sloj. Elementi u zguri reaguju sa matriksom za livenje da bi formirali fazu niskog topljenja (pogledajte infiltracioni sloj na slici 2) i prodiru u liveni sloj kroz matricu, što pospešuje sinterovanje i zgušnjavanje matrice. U protoplazmatskom sloju postoji veliki broj pora, struktura je labava, koeficijent toplinske ekspanzije između propusnog sloja i protoplazmatskog sloja se ne poklapa, a između njih nastaju niz pukotina. U propusnom sloju, FeO, CaO i SiO₂ u šljaci prodiru u matricu za livenje. Daljnjim prodiranjem, njegov sadržaj se postepeno smanjuje.
Kako bi se dalje analizirao utjecaj prodiranja šljake na mikrostrukturu i sastav mikropodručja liva, svako područje na slici 2 je uvećano za promatranje i izvršena je EDS analiza. U području a sloja šljake, mikrostruktura livene matrice radne površine je uništena, matriks je infiltriran velikom količinom tekuće faze, a struktura je gusta. Glavne faze su MgO-CaO-Al₂O₃-SiO₂-FeO faza niske tačke topljenja i CaO-Al₂O₃- SiO₂-FeO faza niskog topljenja). U oblastima b i c u infiltracionom sloju, velika količina CaO, SiO₂ i FeO u šljaci prodire u liveni sloj, što dovodi do zgušnjavanja matrice. Magnezijum aluminijum spinel faza. U području d protoplazmatskog sloja nalazi se veliki broj pora u matriksu i struktura je labava, uglavnom magnezijum-aluminijum spinel faza, CaO-Al₂O₃ faza i faza korunda. Osim što se kroz matricu infiltrira u livnicu, šljaka se također širi u livnicu duž pukotina.
2.3 Mehanizam oštećenja lijevanog korund-špinela
Glavni faktori oštećenja donjeg radnog sloja lonca su: termički udar, mehanički stres, erozija i prodiranje šljake. Na radnoj površini, glavne faze originalnog livenog materijala su magnezijum aluminij spinel, CaO-Al₂O₃ i korund. Sa erozijom i prodiranjem šljake u livnicu, faza magnezijum-aluminijum spinela u matriksu apsorbuje FeO u zguri, a korund reaguje sa CaO i SiO₂ u zguri i formira kalcijum-aluminijum-silicijum nisko topljivu. faza:
Smanjenjem sadržaja SiO2, FeO i CaO u šljaci, relativni sadržaj šljake se smanjuje, tako da se smanjuje količina šljake koja dalje erodira i prodire u livnicu.
Na radnoj površini, tečna faza u šljaci i tečna faza nastala reakcijom prodiru u livnicu. Zbog temperaturnog gradijenta dolazi do zgušnjavanja vruće površine sinteriranjem, a istovremeno se uništava faza vezivanja matrice. Usljed mehaničkog i termičkog naprezanja u gustom sloju nastaju pukotine koje se šire kroz međuprostor između reakcionog sloja i propusnog sloja, što rezultira ljuštenjem reakcionog sloja. Osim toga, šljaka korodira i prodire u liv uz pukotine, što ubrzava ljuštenje reakcijskog sloja od vatrostalnog materijala. Ponavljanje ove situacije tokom službe dovelo je do uništenja vatrostalnih materijala.
u zakljucku
(1) Korund-špinel se koriste za zamjenu magnezije-aluminij-ugljičnih opeka na dnu lonca, koje mogu zadovoljiti proces topljenja linije za proizvodnju okruglih gredica u električnim pećima. Upotrebom integralnih liva, brzina gubitka pri topljenju donjeg radnog sloja lonca je mala, integritet i nepropusnost su ojačani, a vjerovatnoća infiltracije hladnog čelika duž spojeva cigle i izvan mreže zbog nenormalne ventilacije cigle je smanjena, a Sigurnost rada lonca značajno je poboljšana i optimizirana. Poboljšan je način održavanja i smanjena je potrošnja vatrostalnih materijala.
(2) Oštećenje lijevanog korund-spinela uglavnom je uzrokovano reakcijom šljake i vatrostalnih materijala. U isto vrijeme, toplinsko i mehaničko naprezanje također igraju važnu ulogu; osim toga, šljaka korodira i prodire u liveni sloj duž pukotine, ubrzavajući reakcijski sloj koji se oljuštio od vatrostalnog materijala. Ponavljanje ovog procesa tokom rada dovelo je do uništenja vatrostalnih materijala.
