אילו חומרי גלם משפיעים על עמידות הסלאג של מצקת אלומיניום-מגנזיום

כעת, המצקת הפכה לציוד זיקוק חשוב, ולכן לבנים אלקליות הפכו לחומר עקשן חשוב לבטנת המצקת, והן משמשות בשילוב עם שיטות בנייה שונות, כגון לבני Mg OC לקו הסיגים, ואלומיניום. -מגנזיום לתחתית ולדופן המצקת. ניתן להטיל. תנאי השימוש בקו הסיגים קשים במיוחד, וגם הנזק של הציפוי הפנימי הוא החמור ביותר. ביישומים מעשיים, יש להקדיש תשומת לב מיוחדת לנזק של סיגי פלדה לחומרים עקשן.
הנזק של סיגי פלדה לחומרים עקשנים מתחלק בעיקר לשני היבטים, האחד הוא שחיקה, והשני הוא חדירה. כאשר הסיגים חודרים לתוך הלבנה, נוצרת שכבה מטמורפית בלבנה, והשכבה המטמורפית והשכבה הבלתי-משתנה מתחלפות ברציפות בין קור לחום במהלך השימוש, וההבדל במקדם ההתפשטות גורם לסדקים וקילוף מבני. לכן, מצקת היציקה מיועדת בעיקר לחזק את המטריצה, להפחית את חדירת הסיגים ולהחליש את היווצרות השכבה המטמורפית.
מבחן 1
1.1 חומרי גלם ותכנית בדיקה
האגרגט המשמש הוא קורונדום לבן מאוחה עם גודל גרגירים {{0}}, 5-3, 3-1 ופחות או שווה ל-1 מ"מ, w(Al2O3)=98. 5 אחוזים; 1-0 מ"מ צלחת קורונדום, w(Al2O3)=98.5 אחוז ; פחות או שווה ל-0.074 מ"מ אבקת ספינל מגנזיום אלומיניום, w(Al2O3)=78.5% , w(Mg O)=20% ; פחות או שווה ל-0.088 מ"מ אבקת מגנזיה מתמזגת, w(Mg O)=96.5 אחוז; פחות או שווה ל-3μm -Al2O3 אבקה עדינה, w(Al2O3)=98.5 אחוז; צמנט סידן אלומינאט טהור, w(Al2O3)=70 אחוז, w(CaO)=29 אחוז.
על פי אגרגט קורונדום לבן 55 אחוז (w), אגרגט קורונדום טבלאי 10 אחוז (w), אבקת קורונדום עדינה, אבקת מגנזיה, אבקת מגנזיה-אלומיניום ספינל ואבקת -Al2O3 32 אחוז (w), אלומיניום צמנט חומצת סידן 3 אחוז ( w) מעורבב כדי לשנות את התוכן של מגנזיה וספינל.
1.2 תהליך בדיקה ומבחן ביצועים
הדגימה המוכנה הורטטה ויוצקה לתבנית של 40 מ"מ×40 מ"מ×160 מ"מ, והיא הופקה על ידי אשפרה טבעית למשך 24 שעות. לאחר טיפול בחום ב-110 מעלות למשך 24 שעות, 1000 מעלות למשך 3 שעות ו-1600 מעלות למשך 3 שעות, נמדד טיפול החום. ביצועים, בשיטת כור היתוך סטטית לבדיקת קורוזיה סיגים. לאורך כיוון יצירת הדגימה, קדחו חורים בעומק של 40 מ"מ ובקוטר פנימי של 38 מ"מ ו-33 מ"מ במרכז המשטח העליון של הדגימה כדי ליצור כור היתוך. לאחר רטט, יצירה ואפייה ב-110 מעלות למשך 24 שעות, החורים מונחים בכל כור היתוך. שים 50 גרם של סיגים (ההרכב הכימי (w) של הסיגים הוא: Fe2O3 24.97 אחוז, Al2O3 6.63 אחוז, CaO 16.13 אחוז, Si O2 9.47 אחוז , Ti O2 1.1 אחוז , MnO2 0.2 אחוז , Na2O 0.05 אחוז , K2O 0.01 אחוז ) מסונטז בתנור חשמלי של 1600 מעלות ונשמר במשך 3 שעות. לאחר קירור טבעי, חותכים לאורך חתך ההיתוך, מדדו את אזור קורוזית הסיגים ואת אזור החדירה, וחשב את מדד קורוזית הסיגים (שטח קורוזיה סיגים / שטח חתך צירי חריץ מקורי × 100 אחוז) ואינדקס החדירות (שטח חלחול / צלב -שטח חתך של ציר החריץ המקורי × 100 אחוז).
2 תוצאות וניתוח
2.1 תכונות פיזיקליות
עם עליית המגנזיה והירידה באבקת הספינל, חוזק הכיפוף והדחיסה של דגימות A ו-B בכל קטע טמפרטורה גבוהים מאלה של דגימה C. החוזק של שלושת סוגי הדגימות בקטעי הטמפרטורה האמצעיים והנמוכים הם לא שונה בהרבה. ההבדל ברור. לאחר ירי ב-1600 מעלות, ההתרחבות של שלוש הדגימות גדלה בהדרגה עם העלייה בתכולת המגנזיה. ההרחבה השיורית של מדגם A הייתה 0.48 אחוז, הנקבוביות הייתה נמוכה ויציבות הנפח הייתה גבוהה; בעוד מדגם C היה 1.13 אחוזים, ההרחבה השיורית היא הגדולה ביותר.
2.2 תצפית מאקרו ומדד קורוזיה סיגים של המדגם לאחר שחיקת סיגים
ניתן לראות שלסיגים של שלוש הדגימות יש מראה מלא לאחר קורוזיה, ואין סימן ברור לקורוזיה. לאחר סינטרה ב-1600 מעלות, חדירת הסיגים היא דומיננטית. חלק ההסתננות של הסיגים משתנה משחור לחום, ואזור המעבר נעשה רדוד בהדרגה מבפנים אל חוץ. הסיגים שנותרו בחריץ נקראים הצטמקות גלילית באמצע. בדגימה A היו סדקים אופקיים ואנכיים, והסיגים חדרו בהדרגה לתוך הסדקים בטמפרטורה גבוהה, וכמות השאריות הפנימיות לא הייתה רבה, ועמידות הקורוזיה הייתה ממוצעת. חדירת סיגים מדגם B לתוך כור ההיתוך רדודה מזו של דגימות A ו-C, וכמות השיירים גדולה מזו של דגימה A. לדגימה C יש נקבוביות פנימיות גבוהות יחסית בשל התרחבות הנפח הגדולה שלה. הסיגים חודרים לתוך המטריצה ​​דרך הנקבוביות ומתפזר דרך הפאזה הנוזלית בטמפרטורות גבוהות, מה שגורם לסדקים ומבנה רופף בשכבה החדירה. כמות השאריות בתוך כור ההיתוך גדולה מזו של דגימות A ו-B.
עם העלייה במגנזיה, מדד האנטי-שחיקה עולה בהדרגה, ואינדקס האנטי-חדירות יורד תחילה ואז עולה. מצד אחד, ה-Mg O במגנזיה מגיב עם Al2O3 כדי ליצור ספינל באתרו כדי לייצר הרחבת נפח, ועודף המגנזיה Mg O מומס במוצק בספינל. לאחר ירי ב-1600 מעלות, לדגימה C יש תכולת מגנזיה גבוהה וההרחבה הגדולה ביותר של ספינל סינטטי. התרחבות מוגזמת תוביל לנקבוביות גבוהה וחוזק נמוך של גוף המזיגה, מה שיגרום לסיג לחדור בקלות לתוך המטריצה ​​ולגרום להתפרקות תרמית; מצד אחד, FeO ו-MnO בסיג יכולים ליצור תמיסה מוצקה עם ספינל: FeO בתוספת MnO בתוספת MA→(Fe,Mn,Mg)O·(Fe,Al)2O3. ה-Si O2 בסיג הופך לשפע והופך לצמיג מאוד. מכיוון שעומק חדירת הסיגים (L) תלוי במשוואה: כאשר σ הוא מתח הפנים של הסיגים, הוא רדיוס הנקבוביות של גוף המזיגה, t הוא זמן חדירת הסיגים, הוא זווית המגע בין גוף המזיגה לסיגים. , והיא צמיגות הסיגים. ניתן להסיק ש-L הוא ביחס הפוך ל. ה-Al2O3 במטריקס יכול ללכוד CaO בסיג, ספינל שנוסף ליציקה יכול למצק FeO ו-MnO בסיג, מה שיכול להגביר את הצמיגות ונקודת ההיתוך של הסיגים, ולבלום את חדירת הסיגים. שתי השפעות אלו יכולות לגרום לירידה בהתנגדות לחדירת סיגים מדוכאת למינימום; בנוסף, ככל שתכולת ה-MgO גדלה, ככל שהיחס בין Mg O ל-Al2O3 בספינל הסינטטי של מגנזיה-אלומיניום גדול יותר, כך עמידות הקורוזיה שלו גבוהה יותר, ולכן דגימה C מדד עמידות בפני קורוזיה גבוה מזה של דגימות A ו-B. תכולת Mg O בדגימה C גבוהה יחסית, וההרחבה גדולה. מיקרו-סדקים הנגרמים מהתפשטות נכונה יכולים לארגן את התפשטות הסדקים, אך התרחבות מוגזמת תגדיל את הנפח ותאבד את השפעת השליטה על חדירת הסיגים, מה שיגרום לסיג לחדור לתוך המטריצה. התפרקות חום התרחשה, וכתוצאה מכך אינדקס חדירות גבוה של מדגם C.
על פי חקר מנגנון הקורוזיה [8], עקב התגובה של סיגים מותכים וציקת עבודה ליצירת אזור מגן, הרירית הפנימית לא יכולה עוד להיחלד על ידי סיגים מותכים. בחגורת שכבת מגן זו, רוב תחמוצת הברזל ותחמוצת המנגן שבסיגים במגע עם הבטנה מומסים לתוך מבנה סריג הספינל ליצירת תמיסה מוצקה. תחמוצת הברזל בסיג מגיבה עם Al2O3 לייצור ספינל ברזל-אלומיניום וההתפשטות הנגרמת ממנו אינה משמעותית. למרות שה-CaO שבסיגים מגיב עם Al2O3 כדי לייצר CA6, תהיה לו התפשטות גדולה, אבל הוא מאוזן על ידי התגובה של CaO ו-Si O2 בסיג עם Al2O3 לייצור מיאמיט או אנורתיט ומינרלים אחרים בעלי התכה נמוכה. לכן, השילוב של מינרלים גבוהים ונקודת התכה נמוכה הנוצרים מהתגובה בין בטנת העבודה של המצקת והסיגים המותכים מספקים שכבת הגנה על פני השטח החמים לבטנת העבודה של המצקת, ובכך ממזער את השחיקה הנוספת של בטנת העבודה של המצקת.
בנוסף, כאשר ההרכב הכימי של הסיגים חודר לחומר העקשן ומגיב איתו, הקשר הגבישי העיקרי של האזור החדיר פוחת, והוא נשחק בקלות על ידי זרימת הדחף, מה שיגרום לחשיפה נוספת של החומר העקשן. , והחומר עקשן אינו חשוף. החלק החודר מותקף כימית [9]. להיפך, כאשר אין פעולה מכנית לסילוק החלק החודר, ההתקפה הכימית תיעשה איטית יותר בהדרגה ותיעצר עקב שיפוע הטמפרטורה התרמי. בתהליך של רכיבה תרמית, השכבה החדירה מעולם לא התקלפה על ידי השכבה החדירה, ולכן קילוף המבנה היצוק במצקת יוגבל על ידי עומק החדירה. הדרישות עבור חלקים שונים של מצקת יציקה הן גם שונות. יציקת הקיר של המצקת נשלטת על ידי חיפוי המתכת ולא תתרחב בחופשיות ביישומים פרקטיים. עבור חיי שירות ארוכים יותר, יש צורך לבחור Al2O3-MgO עם קצב התפשטות ליניארי נמוך לאחר טיפול בטמפרטורה גבוהה. יציקה, לא מתקלפת ועמידה בפני קורוזיה בו זמנית. תחתית התיק שונה מדופן התיק, כוח הקשירה של תחתית התיק קטן, וקשה ליישם כאן את החומר בעל התרחבות גבוהה בגלל החיסרון של התנפחות וציפה. על מנת למנוע קשתות ולדכא חדירת סיגים, יציקות קורונדום-ספינל עם יציבות נפח גבוהה והלם תרמי טוב הפכו לבחירה הראשונה ליישומי חיפוי תחתית. נכון לעכשיו, הנוסחה של קבוצת B יושמה בהצלחה על דופן המצקת של 110ט של מפעל פלדה ביתי גדול, עם חיי שירות ממוצעים של 180-200 תנורים, מתוכם 30 תנורים הם זיקוק LF, והעובי השיורי של קיר המצקת הוא 70 מ"מ.
3 מסקנה
עמידות שחיקת הסיגים ועמידות החדירות של יציקות סותרות לעתים קרובות, ויש לשקול את עמידות השחיקה ועמידות החדירות בהתאם לתנאי השימוש הספציפיים. בניסוי זה, כאשר כמות אבקת מגנזיה מותכת היא 4 אחוז (w) וכמות אבקת ספינל מגנזיה-אלומיניום מותכת היא 8 אחוז (w), למצקת אלומיניום-מגנזיום יציקה יש אפקט עמידות לסגים טוב יותר.