2.2 Thành phần và cấu trúc của corundum-spinel đúc sau khi sử dụng
Độ dày của lớp làm việc ban đầu là 230-250mm và hình thái rõ ràng của vùng va chạm ở đáy gáo 8# sau 91 lần sử dụng. Độ dày còn lại của vật liệu đúc corundum-spinel là khoảng 120mm và lớp biến chất đầu nóng mỏng. Rõ ràng là thông qua các vết nứt song song với bề mặt nóng cách đầu nóng khoảng 20 và 80 mm, và có hiện tượng xỉ xâm nhập dọc theo vết nứt trong vết nứt.
Để phân tích sự tương tác giữa xỉ nóng chảy và corundum-spinel có thể đúc được và hiểu cơ chế hư hỏng của vật liệu, khu vực A được lấy để làm tấm lấy sáng. Kính hiển vi điện tử quét và máy quang phổ năng lượng được sử dụng để quan sát vi cấu trúc của vùng và xác định các thành phần của vùng vi mô. Cấu trúc vi mô của bề mặt nóng của khu vực A của cặn sau khi sử dụng từ lớp xỉ đến lớp bán nguyên sinh chất
Có thể thấy diện tích A của vật liệu còn sót lại sau sử dụng được phân chia rõ ràng thành 3 lớp: lớp xỉ (khoảng 0.5mm), lớp thấm (6-8mm) và lớp nguyên sinh chất. lớp. Các nguyên tố trong xỉ phản ứng với ma trận có thể đúc để tạo thành pha có độ nóng chảy thấp (xem lớp thấm trong Hình 2) và thâm nhập vào vật liệu có thể đúc qua ma trận, giúp thúc đẩy quá trình thiêu kết và cô đặc của ma trận. Lớp nguyên sinh chất có nhiều lỗ rỗng, cấu trúc lỏng lẻo, hệ số giãn nở nhiệt giữa lớp thấm và lớp nguyên sinh không khớp nhau, giữa hai lớp xảy ra các vết nứt thông qua. Trong lớp thấm, FeO, CaO và SiO₂ trong xỉ xâm nhập vào ma trận đúc. Với sự thâm nhập sâu hơn, nội dung của nó giảm dần.
Để phân tích sâu hơn ảnh hưởng của sự xâm nhập của xỉ lên cấu trúc vi mô và thành phần vi khu vực của vật đúc, mỗi khu vực trong Hình 2 được mở rộng để quan sát và phân tích EDS được thực hiện. Trong khu vực a của lớp xỉ, cấu trúc vi mô của ma trận đúc của bề mặt làm việc bị phá hủy, ma trận bị xâm nhập bởi một lượng lớn pha lỏng và cấu trúc dày đặc. Các pha chính là pha có điểm nóng chảy thấp MgO-CaO-Al₂O₃-SiO₂-FeO và pha có điểm nóng chảy thấp CaO-Al₂O₃- SiO₂-FeO). Ở các khu vực b và c trong lớp thấm, một lượng lớn CaO, SiO₂ và FeO trong xỉ xâm nhập vào vật đúc, dẫn đến mật độ của ma trận. Magie nhôm pha spinel. Trong khu vực d của lớp nguyên sinh chất, có một số lượng lớn lỗ chân lông trong ma trận và cấu trúc lỏng lẻo, chủ yếu là pha spinel magiê-nhôm, pha CaO-Al₂O₃ và pha corundum. Ngoài việc xâm nhập vào vật đúc thông qua ma trận, xỉ còn lan vào vật đúc dọc theo các vết nứt.
2.3 Cơ chế gây sát thương của corundum-spinel castable
Các yếu tố gây hư hỏng chính của lớp làm việc dưới cùng của gầu là: sốc nhiệt, ứng suất cơ học, xói mòn và sự xâm nhập của xỉ. Trên bề mặt làm việc, các pha chính của vật liệu đúc ban đầu là spinel nhôm magie, CaO-Al₂O₃ và corundum. Với sự xói mòn và xâm nhập của xỉ vào vật liệu đúc, pha spinen nhôm-magiê trong ma trận hấp thụ FeO trong xỉ và corundum phản ứng với CaO và SiO₂ trong xỉ để tạo thành canxi-nhôm-silicon nóng chảy thấp. giai đoạn:
Khi hàm lượng SiO2, FeO và CaO trong xỉ giảm, hàm lượng tương đối của xỉ giảm, do đó lượng xỉ tiếp tục ăn mòn và xâm nhập vào vật đúc cũng giảm.
Tại bề mặt làm việc, pha lỏng trong xỉ và pha lỏng được hình thành do phản ứng xâm nhập vào vật đúc. Do độ dốc nhiệt độ, mật độ thiêu kết của bề mặt nóng được gây ra và pha liên kết ma trận bị phá hủy cùng một lúc. Do ứng suất cơ học và ứng suất nhiệt, các vết nứt được hình thành trong lớp đặc và lan rộng qua mặt phân cách giữa lớp phản ứng và lớp thấm, dẫn đến bong tróc lớp phản ứng. Ngoài ra, xỉ ăn mòn và xâm nhập vào vật liệu đúc dọc theo các vết nứt, làm tăng tốc độ bong tróc của lớp phản ứng khỏi vật liệu chịu lửa. Sự lặp lại của tình huống này trong quá trình phục vụ đã dẫn đến sự phá hủy vật liệu chịu lửa.
Tóm lại là
(1) Vật liệu đúc corundum-spinel được sử dụng để thay thế gạch magie-nhôm-cacbon ở đáy gáo, có thể đáp ứng quá trình nấu chảy của dây chuyền sản xuất phôi tròn lò điện. Sử dụng vật liệu đúc tích hợp, tỷ lệ tổn thất nóng chảy của lớp làm việc dưới cùng của muôi nhỏ, tính toàn vẹn và độ kín khí được tăng cường, đồng thời giảm khả năng thấm thép lạnh dọc theo các mối nối gạch và ngoại tuyến do gạch thông gió bất thường, và an toàn khi vận hành muôi được cải thiện và tối ưu hóa đáng kể Chế độ bảo trì được cải thiện và giảm mức tiêu thụ vật liệu chịu lửa.
(2) Thiệt hại của vật liệu đúc corundum-spinel chủ yếu là do phản ứng của xỉ và vật liệu chịu lửa. Đồng thời, ứng suất nhiệt và ứng suất cơ học cũng đóng một vai trò quan trọng; Ngoài ra, xỉ ăn mòn và xâm nhập vào vật đúc dọc theo vết nứt, đẩy nhanh lớp phản ứng bong ra khỏi vật liệu chịu lửa. Sự lặp lại của quá trình này trong quá trình phục vụ đã dẫn đến sự phá hủy vật liệu chịu lửa.
