2.2 Compoziția și structura corindonului-spinelului turnabil după utilizare
Grosimea stratului de lucru inițial este de 230-250mm și morfologia aparentă a zonei de impact din partea de jos a oală de 8# după 91 de ori de utilizare. Grosimea reziduală a turnabilului corindon-spinel este de aproximativ 120 mm, iar stratul metamorfic de capăt fierbinte este subțire. Există fisuri evidente paralele cu suprafața fierbinte la aproximativ 20 și 80 mm distanță de capătul fierbinte și există un fenomen de penetrare a zgurii de-a lungul fisurii din fisura.
Pentru a analiza interacțiunea dintre zgura topită și turnabilul corindon-spinel și a înțelege mecanismul de deteriorare al materialului, s-a luat zona A pentru a realiza o foaie ușoară. Microscopul electronic cu scanare și spectrometrul de energie au fost folosite pentru a observa microstructura zonei și a determina componentele microzonei. Microstructura suprafeței fierbinți a zonei A a reziduului după utilizare de la stratul de zgură la stratul cvasi-protoplasmatic
Se poate observa că zona A a materialului rezidual după utilizare poate fi clar împărțită în 3 straturi: stratul de zgură (aproximativ 0,5 mm), stratul permeabil (6-8 mm) și cel protoplasmic. strat. Elementele din zgură reacţionează cu matricea turnabilă pentru a forma o fază de topire scăzută (vezi stratul de infiltrare din Figura 2) şi pătrund în materialul turnabil prin matrice, ceea ce favorizează sinterizarea şi densificarea matricei. Există un număr mare de pori în stratul protoplasmatic, structura este liberă, coeficientul de dilatare termică dintre stratul permeabil și stratul protoplasmatic nu se potrivește și prin fisuri apar între cele două. În stratul permeabil, FeO, CaO și SiO₂ din zgură pătrund în matricea turnabilă. Cu o penetrare suplimentară, conținutul său scade treptat.
Pentru a analiza în continuare influența pătrunderii zgurii asupra microstructurii și compoziției micro-zonei a materialului turnabil, fiecare zonă din Figura 2 a fost mărită pentru a fi observată și a fost efectuată analiza EDS. În zona a a stratului de zgură, microstructura matricei turnabile a feței de lucru este distrusă, matricea este infiltrată de o cantitate mare de fază lichidă, iar structura este densă. Fazele principale sunt MgO-CaO-Al₂O₃-SiO₂-FeO faza cu punct de topire scăzut și faza cu punct de topire scăzut CaO-Al₂O₃-SiO₂-FeO). În zonele b și c din stratul de infiltrare, o cantitate mare de CaO, SiO₂ și FeO din zgură pătrunde în materialul turnabil, ducând la densificarea matricei. Faza spinelului magneziu aluminiu. În zona d a stratului protoplasmatic, există un număr mare de pori în matrice și structura este liberă, în principal faza spinelului de magneziu-aluminiu, faza CaO-Al₂O₃ și faza corindonului. Pe lângă infiltrarea în material turnabil prin matrice, zgura se răspândește și în material turnabil de-a lungul fisurilor.
2.3 Mecanismul de deteriorare a corindonului-spinelului calcinabil
Principalii factori de deteriorare ai stratului inferior de lucru al oalei sunt: șocul termic, solicitarea mecanică, eroziunea și pătrunderea zgurii. Pe fața de lucru, principalele faze ale modelului original sunt spinelul de magneziu aluminiu, CaO-Al₂O₃ și corindonul. Odată cu eroziunea și pătrunderea zgurii în materialul turnabil, faza spinelului de magneziu-aluminiu din matrice absoarbe FeO din zgură, iar corindonul reacționează cu CaO și SiO₂ din zgură pentru a forma un calciu-aluminiu-siliciu cu topire scăzută. fază:
Pe măsură ce conținutul de SiO2, FeO și CaO din zgură scade, conținutul relativ al zgurii scade, astfel încât cantitatea de zgură care se erodează și mai mult și pătrunde în materialul turnabil este redusă.
La suprafața de lucru, faza lichidă din zgură și faza lichidă formată prin reacție pătrund în materialul turnabil. Datorită gradientului de temperatură, se produce densificarea prin sinterizare a suprafeței fierbinți, iar faza de legare a matricei este distrusă în același timp. Datorită solicitărilor mecanice și termice, se formează fisuri în stratul dens și se răspândesc prin interfața dintre stratul de reacție și stratul permeabil, rezultând decojirea stratului de reacție. În plus, zgura corodează și pătrunde în materialul turnabil de-a lungul crăpăturilor, ceea ce accelerează decojirea stratului de reacție din refractar. Repetarea acestei situații în timpul serviciului a dus la distrugerea materialelor refractare.
în concluzie
(1) Piesele turnate de corindon-spinel sunt folosite pentru a înlocui cărămizile de magneziu-aluminiu-carbon din partea inferioară a oală, care pot îndeplini procesul de topire al liniei de producție rotunde a taglelor cuptorului electric. Folosind materiale turnate integrale, rata de pierdere prin topire a stratului de lucru inferior al oalei este mică, integritatea și etanșeitatea la aer sunt întărite, iar probabilitatea de infiltrare a oțelului la rece de-a lungul rosturilor cărămizii și offline din cauza cărămizilor cu ventilație anormală este redusă, iar siguranța funcționării oalelor este îmbunătățită și optimizată semnificativ. Modul de întreținere este îmbunătățit și se reduce consumul de materiale refractare.
(2) Deteriorarea turnabilului corindon-spinel este cauzată în principal de reacția zgurii și a materialelor refractare. În același timp, stresul termic și stresul mecanic joacă, de asemenea, un rol important; în plus, zgura corodează și pătrunde în materialul turnabil de-a lungul fisurii, accelerând Stratul de reacție desprins din materialul refractar. Repetarea acestui proces în timpul serviciului a dus la distrugerea materialelor refractare.
