2.2 Zloženie a štruktúra liateho korundu-spinel po použití
Hrúbka pôvodnej pracovnej vrstvy je 230-250 mm a zjavná morfológia nárazovej oblasti na dne 8# naberačky po 91-násobnom použití. Zvyšková hrúbka korundovo-spinelového liateho materiálu je asi 120 mm a metamorfná vrstva s horúcim koncom je tenká. Sú zrejmé cez trhliny rovnobežné s horúcim povrchom vo vzdialenosti asi 20 a 80 mm od horúceho konca a je tu jav prenikania trosky pozdĺž trhliny v trhline.
Aby bolo možné analyzovať interakciu medzi roztavenou troskou a odlievateľným korundom-spinel a pochopiť mechanizmus poškodenia materiálu, bola oblasť A použitá na vytvorenie ľahkého plechu. Rastrovací elektrónový mikroskop a energetický spektrometer boli použité na pozorovanie mikroštruktúry oblasti a určenie zložiek mikro oblasti. Mikroštruktúra horúceho povrchu oblasti A zvyšku po použití od vrstvy trosky po kváziprotoplazmatickú vrstvu
Je zrejmé, že oblasť A zvyškového materiálu po použití možno jasne rozdeliť na 3 vrstvy: vrstvu trosky (asi 0,5 mm), priepustnú vrstvu (6-8 mm) a protoplazmatickú vrstvu vrstva. Prvky v troske reagujú s odlievateľnou matricou za vzniku nízkotaviacej sa fázy (pozri infiltračnú vrstvu na obrázku 2) a prenikajú do odlievacej formy cez matricu, čo podporuje spekanie a zahusťovanie matrice. V protoplazmatickej vrstve je veľké množstvo pórov, štruktúra je voľná, koeficient tepelnej rozťažnosti medzi priepustnou vrstvou a protoplazmatickou vrstvou sa nezhoduje a medzi nimi vznikajú trhliny. V priepustnej vrstve prenikajú FeO, CaO a SiO2 v troske do lejateľnej matrice. S ďalším prenikaním jeho obsah postupne klesá.
Aby bolo možné ďalej analyzovať vplyv penetrácie trosky na mikroštruktúru a zloženie mikropôr liateho materiálu, každá oblasť na obrázku 2 bola zväčšená na pozorovanie a bola vykonaná analýza EDS. V oblasti a vrstvy trosky je zničená mikroštruktúra odlievateľnej matrice pracovnej plochy, matrica je infiltrovaná veľkým množstvom kvapalnej fázy a štruktúra je hustá. Hlavnými fázami sú MgO-CaO-Al203-Si02-FeO fáza s nízkou teplotou topenia a fáza CaO-Al203-Si02-FeO s nízkou teplotou topenia). V oblastiach b a c v infiltračnej vrstve preniká veľké množstvo CaO, SiO2 a FeO v troske do liateho materiálu, čo vedie k zahusteniu matrice. Horčíkovo-hlinitá spinelová fáza. V oblasti d protoplazmatickej vrstvy je v matrici veľké množstvo pórov a štruktúra je voľná, hlavne horčíkovo-hlinitá spinelová fáza, CaO-Al2O3 fáza a korundová fáza. Okrem toho, že troska vsakuje do liatu cez matricu, šíri sa aj do liatu pozdĺž trhlín.
2.3 Mechanizmus poškodenia korundovo-spinelového odlievacieho telesa
Hlavnými faktormi poškodenia spodnej pracovnej vrstvy panvy sú: teplotný šok, mechanické namáhanie, erózia a prienik trosky. Na pracovnej ploche sú hlavnými fázami pôvodného liatu magnéziovohlinitý spinel, CaO-Al₂O₃ a korund. S eróziou a penetráciou trosky do odlievacieho materiálu horčíkovo-hlinitá spinelová fáza v matrici absorbuje FeO v troske a korund reaguje s CaO a SiO₂ v troske za vzniku vápnika, hliníka a kremíka s nízkou teplotou topenia. fáza:
S klesajúcim obsahom SiO2, FeO a CaO v troske klesá relatívny obsah trosky, takže množstvo trosky, ktorá ďalej eroduje a preniká do liatu, sa znižuje.
Na pracovnej ploche preniká kvapalná fáza v troske a kvapalná fáza vzniknutá reakciou do liatu. V dôsledku teplotného gradientu dochádza k spekaniu zhutňovania horúceho povrchu a súčasne k deštrukcii fázy spájania matrice. V dôsledku mechanického namáhania a tepelného namáhania sa v hustej vrstve vytvárajú trhliny, ktoré sa šíria cez rozhranie medzi reakčnou vrstvou a priepustnou vrstvou, čo vedie k odlupovaniu reakčnej vrstvy. Okrem toho troska koroduje a preniká do liatu pozdĺž trhlín, čo urýchľuje odlupovanie reakčnej vrstvy zo žiaruvzdorného materiálu. Opakovanie tejto situácie počas prevádzky viedlo k zničeniu žiaruvzdorných materiálov.
na záver
(1) Korundovo-spinelové liatiny sa používajú na nahradenie horčíkovo-hlinito-uhlíkových tehál v spodnej časti panvy, ktoré môžu spĺňať proces tavenia linky na výrobu kruhových predvalkov elektrickej pece. Pri použití integrálnych liatych materiálov je miera straty tavením spodnej pracovnej vrstvy panvy malá, integrita a vzduchotesnosť sú posilnené a pravdepodobnosť infiltrácie studenej ocele pozdĺž spojov tehál a offline v dôsledku abnormálnych vetracích tehál je znížená a výrazne sa zlepšuje a optimalizuje bezpečnosť prevádzky panvy Zlepšuje sa režim údržby a znižuje sa spotreba žiaruvzdorných materiálov.
(2) Poškodenie liateho korundovo-spinelového odliatku je spôsobené najmä reakciou trosky a žiaruvzdorných materiálov. Zároveň zohráva dôležitú úlohu aj tepelné namáhanie a mechanické namáhanie; okrem toho troska koroduje a preniká do liatu pozdĺž trhliny, čím sa urýchľuje Reakčná vrstva sa odlupuje od žiaruvzdorného materiálu. Opakovanie tohto procesu počas prevádzky viedlo k zničeniu žiaruvzdorných materiálov.
