2.2 Састав и структура корунд-спинела који се може ливети након употребе
Дебљина оригиналног радног слоја је 230-250мм, а очигледна морфологија ударне површине на дну лонца 8# након 91 пута употребе. Преостала дебљина ливеног корунд-спинела је око 120 мм, а метаморфни слој на врућем крају је танак. Очигледне су пролазне пукотине паралелне са врућом површином на удаљености од око 20 и 80 мм од врућег краја, а јавља се и појава продирања шљаке дуж пукотине у пукотини.
Да би се анализирала интеракција између растопљене шљаке и ливеног корунд-шпинела и разумео механизам оштећења материјала, површина А је узета да би се направио лагани лист. Скенирајући електронски микроскоп и енергетски спектрометар коришћени су за посматрање микроструктуре подручја и одређивање компоненти микро области. Микроструктура вруће површине А области остатка након употребе од слоја шљаке до квази-протоплазматског слоја
Може се видети да се површина А заосталог материјала након употребе може јасно поделити на 3 слоја: слој шљаке (око 0.5мм), пропусни слој (6-8мм) и протоплазматски слој слој. Елементи у шљаци реагују са матриксом за ливење да би формирали фазу ниског топљења (погледајте слој инфилтрације на слици 2) и продиру у ливени слој кроз матрикс, што подстиче синтеровање и згушњавање матрице. У протоплазматском слоју постоји велики број пора, структура је лабава, коефицијент термичке експанзије између пропусног слоја и протоплазматског слоја се не поклапа, а између њих се јављају низ пукотина. У пропусном слоју, ФеО, ЦаО и СиО₂ у шљаци продиру у ливену матрицу. Са даљим продирањем, његов садржај се постепено смањује.
Да би се даље анализирао утицај продирања шљаке на микроструктуру и састав микрообласти ливеног материјала, свака област на слици 2 је увећана за посматрање и извршена је ЕДС анализа. У подручју а слоја шљаке, микроструктура ливене матрице радне површине је уништена, матрикс је инфилтриран великом количином течне фазе, а структура је густа. Главне фазе су МгО-ЦаО-Ал₂О₃-СиО₂-ФеО фаза ниске тачке топљења и ЦаО-Ал2О3-СиО2-ФеО фаза ниске тачке топљења). У областима б и ц у инфилтрационом слоју, велика количина ЦаО, СиО₂ и ФеО у шљаци продире у ливени материјал, што доводи до згушњавања матрице. Магнезијум алуминијум спинел фаза. У области д протоплазматског слоја, постоји велики број пора у матриксу и структура је лабава, углавном магнезијум-алуминијум спинел фаза, ЦаО-Ал₂О₃ фаза и фаза корунда. Осим што се кроз матрицу инфилтрира у ливени слој, шљака се такође шири у ливени слој дуж пукотина.
2.3 Механизам оштећења корунд-шпинела ливеног материјала
Главни фактори оштећења доњег радног слоја лонца су: термички удар, механички стрес, ерозија и продирање шљаке. На радној површини, главне фазе оригиналног ливеног материјала су магнезијум алуминијум спинел, ЦаО-Ал₂О₃ и корунд. Са ерозијом и продирањем шљаке у лив, фаза магнезијум-алуминијум спинела у матриксу апсорбује ФеО у шљаци, а корунд реагује са ЦаО и СиО₂ у шљаци да би формирао калцијум-алуминијум-силицијум ниског топљења. фаза:
Са смањењем садржаја СиО2, ФеО и ЦаО у шљаци, релативни садржај шљаке се смањује, тако да се смањује количина шљаке која даље еродира и продире у ливницу.
На радној површини, течна фаза у шљаци и течна фаза настала реакцијом продиру у ливено средство. Због градијента температуре долази до згушњавања вруће површине синтеровања, а истовремено се уништава фаза везивања матрице. Услед механичког и термичког напрезања, пукотине се формирају у густом слоју и шире се кроз интерфејс између реакционог слоја и пропусног слоја, што резултира љуштењем реакционог слоја. Поред тога, шљака кородира и продире у ливени слој дуж пукотина, што убрзава љуштење реакционог слоја од ватросталног материјала. Понављање ове ситуације током службе довело је до уништења ватросталних материјала.
у закључку
(1) Корунд-спинел ливени производи се користе за замену магнезијум-алуминијум-угљеничне цигле на дну лонца, који могу задовољити процес топљења линије за производњу округле гредице електричне пећи. Користећи интегралне ливнице, брзина губитка доњег радног слоја лонца је мала, интегритет и непропусност ваздуха су ојачани, а вероватноћа инфилтрације хладног челика дуж спојева цигле и ван мреже због ненормалне вентилације цигле је смањена, а безбедност рада лонца је значајно побољшана и оптимизована. Побољшан је режим одржавања и смањена је потрошња ватросталних материјала.
(2) Оштећење ливеног корунд-шпинела углавном је узроковано реакцијом шљаке и ватросталних материјала. Истовремено, топлотни стрес и механички стрес такође играју важну улогу; поред тога, шљака кородира и продире у ливени слој дуж пукотине, убрзавајући Реакциони слој који се ољуштио од ватросталног материјала. Понављање овог процеса током рада довело је до уништења ватросталних материјала.
