2.2 Složení a struktura korund-spinel odlévatelného po použití
Tloušťka původní pracovní vrstvy je 230-250 mm a zjevná morfologie dopadové plochy na dně 8# naběračky po 91 použitích. Zbytková tloušťka odlitku z korund-spinel je asi 120 mm a metamorfní vrstva na horkém konci je tenká. Jsou zřejmé průchozí trhliny rovnoběžné s horkým povrchem ve vzdálenosti asi 20 a 80 mm od horkého konce a je zde jev pronikání strusky podél trhliny v trhlině.
Aby bylo možné analyzovat interakci mezi roztavenou struskou a odlévatelným korundem-spinel a pochopit mechanismus poškození materiálu, byla oblast A odebrána pro vytvoření lehkého plechu. Rastrovací elektronový mikroskop a energetický spektrometr byly použity k pozorování mikrostruktury oblasti a stanovení složek mikrooblasti. Mikrostruktura horkého povrchu oblasti A zbytku po použití od vrstvy strusky po kvaziprotoplazmatickou vrstvu
Je vidět, že oblast A zbytkového materiálu po použití lze jasně rozdělit na 3 vrstvy: vrstvu strusky (asi 0,5 mm), propustnou vrstvu (6-8 mm) a protoplazmatickou vrstvu vrstva. Prvky ve strusce reagují se slévatelnou matricí za vzniku nízkotavné fáze (viz infiltrační vrstva na obrázku 2) a pronikají do odlévatelné hmoty přes matrici, což podporuje slinování a zhušťování matrice. V protoplazmatické vrstvě je velké množství pórů, struktura je volná, koeficient tepelné roztažnosti mezi propustnou vrstvou a protoplazmatickou vrstvou neodpovídá a mezi nimi dochází k průchozím trhlinám. V propustné vrstvě pronikají FeO, CaO a SiO₂ ve strusce do slévatelné matrice. S dalším pronikáním jeho obsah postupně klesá.
Aby bylo možné dále analyzovat vliv penetrace strusky na mikrostrukturu a složení mikroploch odlitku, byla každá oblast na obrázku 2 zvětšena pro pozorování a byla provedena analýza EDS. V oblasti a vrstvy strusky je zničena mikrostruktura lité matrice pracovní plochy, matrice je infiltrována velkým množstvím kapalné fáze a struktura je hustá. Hlavní fáze jsou MgO-CaO-Al203-SiO2-FeO fáze s nízkou teplotou tání a fáze CaO-Al203-Si02-FeO s nízkou teplotou tání). V oblastech b a c v infiltrační vrstvě proniká velké množství CaO, SiO2 a FeO ve strusce do slévatelného materiálu, což má za následek zhuštění matrice. Magnesium-hliníková spinelová fáze. V oblasti d protoplazmatické vrstvy je v matrici velké množství pórů a struktura je volná, hlavně hořčíkovo-hlinitá spinelová fáze, CaO-Al2O3 fáze a korundová fáze. Kromě infiltrace do žárobetonu přes matrici se struska také šíří do žárobetonu podél trhlin.
2.3 Mechanismus poškození odlitku korund-spinel
Hlavními faktory poškození spodní pracovní vrstvy pánve jsou: teplotní šok, mechanické namáhání, eroze a pronikání strusky. Na pracovní ploše jsou hlavními fázemi původního odlitku hořčíkový hliník spinel, CaO-Al₂O₃ a korund. S erozí a pronikáním strusky do odlévatelného materiálu hořčíkovo-hlinitá spinelová fáze v matrici absorbuje FeO ve strusce a korund reaguje s CaO a SiO₂ ve strusce za vzniku vápníku, hliníku a křemíku s nízkou teplotou tání. fáze:
S klesajícím obsahem SiO2, FeO a CaO ve strusce klesá relativní obsah strusky, takže se snižuje množství strusky, která dále eroduje a proniká do žárobetonu.
Na pracovní ploše proniká kapalná fáze ve strusce a kapalná fáze vzniklá reakcí do odlévatelného materiálu. Vlivem teplotního gradientu je způsobeno slinovací zhuštění horkého povrchu a současně je zničena fáze spojování matrice. Vlivem mechanického namáhání a tepelného namáhání se v husté vrstvě vytvářejí trhliny, které se šíří rozhraním mezi reakční vrstvou a propustnou vrstvou, což má za následek odlupování reakční vrstvy. Kromě toho struska koroduje a proniká do žárobetonu podél trhlin, což urychluje odlupování reakční vrstvy ze žáruvzdorného materiálu. Opakování této situace během provozu vedlo ke zničení žáruvzdorných materiálů.
na závěr
(1) Korundovo-spinelové žárobetony se používají k nahrazení hořčíkovo-hlinito-uhlíkových cihel na dně pánve, které mohou splnit proces tavení linky na výrobu kruhových sochorů elektrické pece. Při použití integrálních žárobetonů je rychlost ztráty tavením spodní pracovní vrstvy pánve malá, integrita a vzduchotěsnost jsou posíleny a pravděpodobnost infiltrace studené oceli podél spojů cihel a offline v důsledku abnormálních ventilačních cihel je snížena. výrazně se zlepšuje a optimalizuje bezpečnost provozu pánve Zlepšuje se režim údržby a snižuje se spotřeba žáruvzdorných materiálů.
(2) Poškození korund-spinelového žárobetonu je způsobeno především reakcí strusky a žáruvzdorných materiálů. Významnou roli přitom hraje i tepelné namáhání a mechanické namáhání; struska navíc koroduje a proniká do žárobetonu podél trhliny, čímž se urychluje. Reakční vrstva se odlupuje od žáruvzdorného materiálu. Opakování tohoto procesu během provozu vedlo ke zničení žáruvzdorných materiálů.
