2.2 Zusammensetzung und Struktur von nach Gebrauch gießbarem Korund-Spinell
Die Dicke der ursprünglichen Arbeitsschicht beträgt 230-250 mm und die scheinbare Morphologie des Aufprallbereichs am Boden der 8#-Pfanne nach 91-maligem Gebrauch. Die Restdicke des gießbaren Korund-Spinells beträgt etwa 120 mm, und die metamorphe Schicht am heißen Ende ist dünn. Es gibt offensichtlich durchgehende Risse parallel zur heißen Oberfläche bei etwa 20 und 80 mm vom heißen Ende entfernt, und es gibt ein Phänomen des Eindringens von Schlacke entlang des Risses in den Riss.
Um die Wechselwirkung zwischen der geschmolzenen Schlacke und dem Korund-Spinell-Gießgut zu analysieren und den Schadensmechanismus des Materials zu verstehen, wurde der Bereich A genommen, um eine leichte Platte herzustellen. Rasterelektronenmikroskop und Energiespektrometer wurden verwendet, um die Mikrostruktur des Bereichs zu beobachten und die Komponenten des Mikrobereichs zu bestimmen. Die Mikrostruktur der heißen Oberfläche des A-Bereichs des Rückstands nach Gebrauch von der Schlackenschicht bis zur quasi-protoplasmatischen Schicht
Es ist zu erkennen, dass der Bereich A des Restmaterials nach Gebrauch eindeutig in 3 Schichten unterteilt werden kann: die Schlackenschicht (ca. 0,5 mm), die durchlässige Schicht (6-8 mm) und das Protoplasma Schicht. Die Elemente in der Schlacke reagieren mit der gießbaren Matrix zu einer niedrigschmelzenden Phase (siehe Infiltrationsschicht in Abbildung 2) und dringen durch die Matrix in das gießbare Material ein, was das Sintern und Verdichten der Matrix fördert. Es gibt eine große Anzahl von Poren in der Plasmaschicht, die Struktur ist locker, der Wärmeausdehnungskoeffizient zwischen der durchlässigen Schicht und der Plasmaschicht stimmt nicht überein, und zwischen den beiden treten durchgehende Risse auf. In der durchlässigen Schicht dringen FeO, CaO und SiO₂ aus der Schlacke in die gießbare Matrix ein. Mit weiterem Eindringen nimmt sein Gehalt allmählich ab.
Um den Einfluss der Schlackenpenetration auf die Mikrostruktur und die Zusammensetzung der Mikrobereiche des Gießmaterials weiter zu analysieren, wurde jeder Bereich in Abbildung 2 vergrößert, um ihn zu beobachten, und es wurde eine EDS-Analyse durchgeführt. Im Bereich a der Schlackenschicht ist das Gefüge der gießbaren Matrix der Ortsbrust zerstört, die Matrix von einer großen Menge flüssiger Phase infiltriert und das Gefüge dicht. Die Hauptphasen sind MgO-CaO-Al₂O₃-SiO₂-FeO-Phase mit niedrigem Schmelzpunkt und CaO-Al₂O₃-SiO₂-FeO-Phase mit niedrigem Schmelzpunkt). In den Bereichen b und c in der Infiltrationsschicht dringt eine große Menge an CaO, SiO&sub2; und FeO in der Schlacke in das Gießmaterial ein, was zu einer Verdichtung der Matrix führt. Magnesium-Aluminium-Spinell-Phase. Im Bereich d der Plasmaschicht gibt es eine große Anzahl von Poren in der Matrix und die Struktur ist locker, hauptsächlich Magnesium-Aluminium-Spinellphase, CaO-Al&sub2;O&sub3;-Phase und Korundphase. Die Schlacke dringt nicht nur durch die Matrix in die Gießmasse ein, sondern breitet sich auch entlang der Risse in der Gießmasse aus.
2.3 Schadensmechanismus von Korund-Spinell-Gießgut
Die Hauptschadensfaktoren der unteren Arbeitsschicht der Pfanne sind: Temperaturschock, mechanische Beanspruchung, Erosion und Eindringen von Schlacke. Auf der Ortsbrust sind die Hauptphasen des ursprünglichen Gießmaterials Magnesium-Aluminium-Spinell, CaO-Al₂O₃ und Korund. Bei der Erosion und dem Eindringen der Schlacke in das Gießgut absorbiert die Magnesium-Aluminium-Spinell-Phase in der Matrix das FeO in der Schlacke, und der Korund reagiert mit CaO und SiO₂ in der Schlacke zu einem niedrigschmelzenden Calcium-Aluminium-Silizium Phase:
Wenn der Gehalt an SiO 2 , FeO und CaO in der Schlacke abnimmt, nimmt der relative Gehalt der Schlacke ab, so dass die Menge an Schlacke, die weiter erodiert und in das Gießmaterial eindringt, verringert wird.
An der Arbeitsfläche dringen die flüssige Phase in der Schlacke und die durch die Reaktion gebildete flüssige Phase in das Gießgut ein. Durch den Temperaturgradienten wird beim Sintern eine Verdichtung der heißen Oberfläche bewirkt und gleichzeitig die Matrixbindephase zerstört. Aufgrund von mechanischer Spannung und thermischer Spannung werden Risse in der dichten Schicht gebildet und breiten sich durch die Grenzfläche zwischen der Reaktionsschicht und der durchlässigen Schicht aus, was zum Ablösen der Reaktionsschicht führt. Außerdem korrodiert die Schlacke und dringt entlang der Risse in die Gießmasse ein, was das Ablösen der Reaktionsschicht von der Feuerfestmasse beschleunigt. Die Wiederholung dieser Situation während des Betriebs führte zur Zerstörung von feuerfesten Materialien.
abschließend
(1) Korund-Spinell-Gießmaterialien werden verwendet, um Magnesia-Aluminium-Kohlenstoff-Steine am Boden der Pfanne zu ersetzen, die den Schmelzprozess der Rundbarren-Produktionslinie des Elektroofens erfüllen können. Durch die Verwendung von integralen Feuerbetonen ist die Schmelzverlustrate der unteren Arbeitsschicht der Pfanne gering, die Integrität und Luftdichtheit werden gestärkt und die Wahrscheinlichkeit des Eindringens von kaltem Stahl entlang der Ziegelfugen und außerhalb aufgrund von abnormalen Belüftungsziegeln wird verringert und die die Sicherheit des Pfannenbetriebs wird deutlich verbessert und optimiert Der Wartungsmodus wird verbessert und der Verbrauch an Feuerfestmaterial reduziert.
(2) Die Beschädigung des Korund-Spinell-Gießguts wird hauptsächlich durch die Reaktion von Schlacke und feuerfesten Materialien verursacht. Gleichzeitig spielen auch thermische Belastungen und mechanische Belastungen eine wichtige Rolle; außerdem korrodiert die Schlacke und dringt entlang des Risses in das Gießmaterial ein, wodurch die vom feuerfesten Material abgelöste Reaktionsschicht beschleunigt wird. Die Wiederholung dieses Vorgangs während des Betriebs hat zur Zerstörung feuerfester Materialien geführt.
