2.2 Composición y estructura del moldeable de corindón-espinela después de su uso
El espesor de la capa de trabajo original es 230-250mm, y la morfología aparente del área de impacto en el fondo de la cuchara 8# después de 91 usos. El espesor residual del moldeable de corindón-espinela es de aproximadamente 120 mm, y la capa metamórfica del extremo caliente es delgada. Hay grietas pasantes obvias paralelas a la superficie caliente a aproximadamente 20 y 80 mm del extremo caliente, y hay un fenómeno de penetración de escoria a lo largo de la grieta en la grieta.
Con el fin de analizar la interacción entre la escoria fundida y el moldeable de corindón-espinela y entender el mecanismo de daño del material, se tomó el área A para hacer una lámina ligera. Se utilizaron un microscopio electrónico de barrido y un espectrómetro de energía para observar la microestructura del área y determinar los componentes de la microárea. La microestructura de la superficie caliente del área A del residuo después de su uso desde la capa de escoria hasta la capa cuasi-protoplásmica
Puede verse que el área A del material residual después de su uso se puede dividir claramente en 3 capas: la capa de escoria (alrededor de 0.5mm), la capa permeable (6-8mm) y la capa protoplásmica capa. Los elementos de la escoria reaccionan con la matriz moldeable para formar una fase de bajo punto de fusión (consulte la capa de infiltración en la Figura 2) y penetran en el moldeable a través de la matriz, lo que promueve la sinterización y la densificación de la matriz. Hay una gran cantidad de poros en la capa protoplásmica, la estructura está suelta, el coeficiente de expansión térmica entre la capa permeable y la capa protoplásmica no coincide, y se producen grietas entre las dos. En la capa permeable, FeO, CaO y SiO₂ en la escoria penetran en la matriz moldeable. Con una mayor penetración, su contenido disminuye gradualmente.
Con el fin de analizar más a fondo la influencia de la penetración de la escoria en la microestructura y la composición de microáreas del moldeable, cada área de la Figura 2 se amplió para observar y se realizó un análisis EDS. En el área a de la capa de escoria, la microestructura de la matriz moldeable de la cara de trabajo se destruye, la matriz se infiltra con una gran cantidad de fase líquida y la estructura es densa. Las fases principales son la fase de bajo punto de fusión MgO-CaO-Al₂O₃-SiO₂-FeO y la fase de bajo punto de fusión CaO-Al₂O₃-SiO₂-FeO). En las áreas b y c de la capa de infiltración, una gran cantidad de CaO, SiO₂ y FeO de la escoria penetran en el colable, lo que provoca la densificación de la matriz. Fase de espinela de magnesio y aluminio. En el área d de la capa protoplásmica, hay una gran cantidad de poros en la matriz y la estructura es suelta, principalmente fase de espinela de magnesio-aluminio, fase de CaO-Al₂O₃ y fase de corindón. Además de infiltrarse en el moldeable a través de la matriz, la escoria también se esparce en el moldeable a lo largo de las grietas.
2.3 Mecanismo de daño del calcinable de corindón-espinela
Los principales factores de daño de la capa de trabajo inferior de la cuchara son: choque térmico, estrés mecánico, erosión y penetración de escoria. En la cara de trabajo, las principales fases del moldeable original son espinela de magnesio y aluminio, CaO-Al₂O₃ y corindón. Con la erosión y la penetración de la escoria en el molde, la fase de espinela de magnesio y aluminio de la matriz absorbe el FeO de la escoria, y el corindón reacciona con el CaO y el SiO₂ de la escoria para formar un compuesto de calcio, aluminio y silicio de bajo punto de fusión. fase:
A medida que disminuye el contenido de SiO2, FeO y CaO en la escoria, disminuye el contenido relativo de la escoria, de manera que se reduce la cantidad de escoria que se erosiona más y penetra en el colable.
En la superficie de trabajo, la fase líquida de la escoria y la fase líquida formada por la reacción penetran en el colable. Debido al gradiente de temperatura, se provoca la densificación por sinterización de la superficie caliente y, al mismo tiempo, se destruye la fase de unión de la matriz. Debido a la tensión mecánica y la tensión térmica, se forman grietas en la capa densa y se extienden a través de la interfaz entre la capa de reacción y la capa permeable, dando como resultado el pelado de la capa de reacción. Además, la escoria se corroe y penetra en el colable a lo largo de las grietas, lo que acelera el desprendimiento de la capa de reacción del refractario. La repetición de esta situación durante el servicio provocó la destrucción de materiales refractarios.
en conclusión
(1) Los moldes de corindón-espinela se utilizan para reemplazar los ladrillos de magnesia, aluminio y carbono en la parte inferior de la cuchara, que pueden cumplir con el proceso de fundición de la línea de producción de palanquilla redonda del horno eléctrico. Usando moldes integrales, la tasa de pérdida por fusión de la capa de trabajo inferior de la cuchara es pequeña, se fortalecen la integridad y la estanqueidad al aire, y se reduce la probabilidad de infiltración de acero frío a lo largo de las juntas de ladrillo y fuera de línea debido a la ventilación anormal de los ladrillos, y el la seguridad de la operación de la cuchara se mejora y optimiza significativamente. Se mejora el modo de mantenimiento y se reduce el consumo de materiales refractarios.
(2) El daño del moldeable de corindón-espinela es causado principalmente por la reacción de la escoria y los materiales refractarios. Al mismo tiempo, el estrés térmico y el estrés mecánico también juegan un papel importante; además, la escoria se corroe y penetra en el moldeable a lo largo de la fisura, acelerando la capa de reacción que se desprende del material refractario. La repetición de este proceso durante el servicio ha llevado a la destrucción de materiales refractarios.
