CARE MATERIALE PRIME AFECTEAZĂ REZISTENTA LA ZURĂ A CASTELURILOR DE CALICE DE ALUMINIU-MAGNEZIU

Acum, oala a devenit un echipament important de rafinare, astfel că cărămizile alcaline au devenit un material refractar important pentru căptușeala oalului și sunt utilizate împreună cu diferite metode de construcție, cum ar fi cărămizi Mg OC pentru linia de zgură și aluminiu. -magneziu pentru fundul si peretele oalei. Castable. Condițiile de utilizare ale liniei de zgură sunt deosebit de dure, iar deteriorarea căptușelii interioare este și cea mai gravă. În aplicațiile practice, o atenție deosebită trebuie acordată deteriorării zgurii de oțel asupra materialelor refractare.
Deteriorarea zgurii de oțel asupra materialelor refractare este împărțită în principal în două aspecte, unul este eroziunea, iar celălalt este penetrarea. Când zgura pătrunde în cărămidă, în cărămidă se formează un strat metamorfic, iar stratul metamorfic și stratul nemodificat sunt schimbate continuu între rece și căldură în timpul utilizării, iar diferența de coeficient de dilatare provoacă fisuri și decojirea structurală. Prin urmare, turnabilul de oală este în principal pentru a întări matricea, a reduce pătrunderea zgurii și a slăbi formarea stratului metamorfic.
1 test
1.1 Materii prime și plan de testare
Agregatul folosit este corindon alb topit cu granulația {{0}}, 5-3, 3-1 și mai mică sau egală cu 1 mm, w(Al2O3)=98. 5 la sută; corindon în plăci de 1-0 mm, w(Al2O3)=98,5 la sută; Mai mică sau egală cu 0,074 mm pulbere de spinel de magneziu aluminiu, w(Al2O3)=78,5 la sută, w(Mg O)=20 la sută; Mai puțin sau egal cu 0,088 mm pulbere de magnezie topită, w(Mg O)=96,5 procente; Mai puțin sau egal cu 3μm -Al2O3 pulbere fină, w(Al2O3)=98,5 la sută; ciment pur de aluminat de calciu, w(Al2O3)=70 procente, w(CaO)=29 procente.
Conform agregatului de corindon alb topit 55% (g), agregat de corindon tabular 10% (g), pulbere de corindon fin, pulbere de magnezie, pulbere de spinel de magnezie-aluminiu și pulbere -Al2O3 32% (g), aluminiu Ciment acid de calciu 3% ( w) se amestecă pentru a modifica conținutul de magnezie și spinel.
1.2 Procesul de testare și testul de performanță
Proba preparată a fost vibrată și turnată într-o matriță de 40 mm×4{0 mm×160 mm și a fost deformată prin întărire naturală timp de 24 de ore. După tratamentul termic la 110 grade timp de 24 ore, 1000 grade timp de 3 ore și 1600 grade timp de 3 ore, tratamentul termic a fost măsurat. Performanță, folosind metoda creuzetului static pentru testul de coroziune a zgurii. De-a lungul direcției de formare a probei, găuriți găuri cu o adâncime de 40 mm și un diametru interior de 38 mm și 33 mm în centrul suprafeței superioare a probei pentru a face creuzete. După vibrarea, formarea și coacerea la 110 grade timp de 24 de ore, orificiile se pun în fiecare creuzet. Puneți 50 g de zgură (compoziția chimică (w) a zgurii este: Fe2O3 24.97 la sută, Al2O{3 6.63 la sută, CaO 16.13 la sută, Si O{2 9.47 la sută, Ti O2 1,1 la sută, MnO{2 0,2 la sută, Na2O 0,05 la sută, K2O 0,01 la sută ) Sinterizat într-un cuptor electric de 1600 de grade și păstrat timp de 3 ore. După răcirea naturală, tăiați de-a lungul secțiunii creuzetului, măsurați zona de coroziune a zgurii și zona de penetrare și calculați indicele de coroziune a zgurii (zona de coroziune a zgurii / suprafața secțiunii transversale axiale a canelurii originale × 100 la sută) și indicele de permeabilitate (zona de permeabilitate / cruce -aria secțiunii axei canelurii originale × 100 la sută).
2 Rezultate și analiză
2.1 Proprietăți fizice
Odată cu creșterea magneziei și scăderea pulberii de spinel, rezistențele la încovoiere și compresiune ale probelor A și B în fiecare secțiune de temperatură sunt mai mari decât cele ale probei C. Rezistența celor trei tipuri de probe din secțiunile de temperatură medie și joasă sunt nu mult diferit. Diferența este evidentă. După arderea la 1600 grade , expansiunea celor trei probe a crescut treptat odată cu creșterea conținutului de magnezie. Expansiunea reziduală a probei A a fost de 0,48 la sută, porozitatea a fost scăzută, iar stabilitatea volumului a fost ridicată; în timp ce eșantionul C a fost de 1,13 la sută, expansiunea reziduală este cea mai mare.
2.2 Observarea macro și indicele de coroziune a zgurii al probei după eroziunea zgurii
Se poate observa că zgura celor trei probe are un aspect complet după coroziune și nu există niciun semn evident de coroziune. După sinterizare la 1600 de grade, pătrunderea zgurii este dominantă. Partea de infiltrare a zgurii se schimbă de la negru la maro, iar zona de tranziție devine treptat mai puțin adâncă din interior spre exterior. Zgura rămasă în canelura se numește contracție cilindrică în mijloc. Proba A a avut fisuri orizontale și verticale, iar zgura a pătruns treptat în fisuri la temperaturi ridicate, iar cantitatea de reziduuri interne nu a fost multă, iar rezistența la coroziune a fost medie. Pătrunderea zgurii probei B în creuzet este mai mică decât cea a probelor A și C, iar cantitatea de reziduu este mai mare decât cea a probei A. Proba C are pori interni relativ mari datorită expansiunii sale mari de volum. Zgura pătrunde în matrice prin pori și difuzează prin faza lichidă la temperaturi ridicate, provocând fisuri și structură liberă în stratul permeabil. Cantitatea de reziduu din interiorul creuzetului este mai mare decât cea a probelor A și B. .
Odată cu creșterea magneziei, indicele antieroziune crește treptat, iar indicele anti-permeabilitate mai întâi scade și apoi crește. Pe de o parte, Mg O din magnezie reacționează cu Al2O3 pentru a genera spinel in situ pentru a produce expansiune de volum, iar excesul de magnezie Mg O este solid dizolvat în spinel. După arderea la 1600 de grade, proba C are un conținut ridicat de magnezie și cea mai mare expansiune de spinel sintetic. Expansiunea excesivă va duce la o porozitate ridicată și o rezistență scăzută a corpului de turnare, ceea ce va face ca zgura să pătrundă cu ușurință în matrice și să provoace ruperea termică; alta Pe de o parte, FeO și MnO din zgură pot forma o soluție solidă cu spinel: FeO plus MnO plus MA→(Fe,Mn,Mg)O·(Fe,Al)2O3. Si O2 din zgură devine abundent și devine foarte vâscos. Deoarece adâncimea de penetrare a zgurii (L) depinde de ecuația: unde σ este tensiunea superficială a zgurii, este raza porozității corpului de turnare, t este timpul de penetrare a zgurii, este unghiul de contact dintre corpul de turnare și zgură , și este vâscozitatea zgurii. Se poate deduce că L este invers proporțional cu. Al2O3 din matrice poate capta CaO în zgură, spinelul adăugat la zgură poate solidifica FeO și MnO în zgură, ceea ce poate crește vâscozitatea și punctul de topire al zgurii și poate inhiba pătrunderea zgurii. Aceste două efecte pot face ca Scăderea rezistenței la pătrunderea zgurii să fie suprimată la minimum; în plus, pe măsură ce crește conținutul de MgO, cu cât raportul dintre Mg O și Al2O3 este mai mare în spinelul sintetic de magnezie-aluminiu, cu atât este mai mare rezistența sa la coroziune, deci proba C Indicele de rezistență la coroziune este mai mare decât cel al probelor A și B. Conținutul de Mg O din proba C este relativ mare, iar expansiunea este mare. Microfisurile cauzate de expansiunea adecvată pot organiza expansiunea fisurilor, dar expansiunea excesivă va crește volumul și va pierde efectul de control al pătrunderii zgurii, determinând pătrunderea zgurii în matrice. S-a produs ruperea termică, rezultând un indice de permeabilitate ridicat al probei C.
Conform studiului mecanismului de coroziune [8], datorită reacției zgurii topite și a căptușelii de lucru din oală pentru a forma o zonă de protecție, căptușeala interioară nu mai poate fi corodata de zgura topită. În această centură de strat protector, cea mai mare parte a oxidului de fier și a oxidului de mangan din zgura în contact cu căptușeala sunt dizolvate în structura rețelei spinelului pentru a forma o soluție solidă. Oxidul de fier din zgură reacţionează cu Al2O3 pentru a produce spinel fier-aluminiu, iar expansiunea cauzată de acesta nu este semnificativă. Deși CaO din zgură reacționează cu Al2O3 pentru a produce CA6, va avea o expansiune mare, dar este echilibrat de reacția CaO și Si O2 din zgură cu Al2O3 pentru a produce mayemit sau anortit și alte minerale cu punct de topire scăzut. Prin urmare, combinația de minerale cu punct de topire ridicat și cu punct de topire scăzut generate de reacția dintre căptușeala de lucru a oalăului și zgura topită oferă un strat de protecție a suprafeței fierbinți pentru căptușeala de lucru a oală, reducând astfel la minimum eroziunea ulterioară a căptușelii de lucru a oală.
În plus, atunci când compoziția chimică a zgurii pătrunde în materialul refractar și reacționează cu acesta, legătura cristalină principală a zonei infiltrate scade și este ușor erodata de fluxul de impuls, ceea ce va face ca materialul refractar să fie expus în continuare. , iar materialul refractar nu este expus. Partea infiltrată este atacată chimic [9]. Dimpotrivă, atunci când nu există acțiune mecanică pentru eliminarea piesei infiltrate, atacul chimic va deveni treptat mai lent și se va opri din cauza gradientului termic de temperatură. În procesul de ciclizare termică, stratul permeabil nu a fost niciodată desprins de stratul permeabil, astfel încât decojirea structurii turnabile a oală va fi limitată de adâncimea de penetrare. Cerințele pentru diferite părți ale turnabilului de oală sunt, de asemenea, diferite. Peretele turnabil al oalului este controlat de placarea metalică și nu se va extinde liber în aplicații practice. Pentru o durată de viață mai lungă, este necesar să selectați Al2O3-MgO cu o rată de expansiune liniară scăzută după tratamentul la temperatură înaltă. Castabil, nu se descuamă și rezistent la coroziune în același timp. Partea inferioară a pungii este diferită de peretele pungii, forța de legare a fundului pungii este mică, iar materialul cu expansiune mare este dificil de aplicat aici din cauza dezavantajului de umflare și plutire. Pentru a preveni arcuirea și pentru a suprima pătrunderea zgurii, corpurile de corindon-spinel cu stabilitate de volum mare și șoc termic bun au devenit prima alegere pentru aplicațiile de placare de fund. În prezent, formula grupului B a fost aplicată cu succes pe peretele de oală de 110t al unei fabrici mari de oțel intern, cu o durată medie de viață a cuptoarelor 180-200, dintre care 30 de cuptoare sunt rafinare LF și grosimea reziduală de peretele oală este de 70 mm.
3 Concluzie
Rezistența la eroziune a zgurii și rezistența la permeabilitate a materialelor turnate sunt adesea contradictorii, iar rezistența la eroziune și rezistența la permeabilitate trebuie cântărite în funcție de condițiile specifice de utilizare. În acest experiment, când cantitatea de pulbere de magnezie topită este de 4 procente (w) și cantitatea de pulbere de spinel de magneziu-aluminiu topită este de 8 procente (w), oală turnabilă de aluminiu-magneziu are un efect de rezistență mai bun la zgură.