WELKE GRONDSTOFFEN BEÏNVLOEDEN DE SLAKKERBESTENDIGHEID VAN ALUMINIUM-MAGNESIUM OPLEPELGIETEN

Nu is de gietpan een belangrijke raffinage-uitrusting geworden, dus alkalische stenen zijn een belangrijk vuurvast materiaal geworden voor de bekleding van de gietpan, en ze worden gebruikt in combinatie met verschillende constructiemethoden, zoals Mg OC-stenen voor de slakkenlijn en aluminium -magnesium voor de bodem en wand van de pollepel. Gietbaar. De gebruiksomstandigheden van de slaklijn zijn bijzonder zwaar en de schade aan de binnenbekleding is ook het ernstigst. Bij praktische toepassingen moet speciale aandacht worden besteed aan de beschadiging van staalslakken aan vuurvaste materialen.
De schade van staalslakken aan vuurvaste materialen is hoofdzakelijk verdeeld in twee aspecten, de ene is erosie en de andere is penetratie. Wanneer de slak in de baksteen doordringt, wordt er een metamorfe laag in de baksteen gevormd en worden de metamorfe laag en de ongewijzigde laag tijdens gebruik continu uitgewisseld tussen koude en warmte, en het verschil in uitzettingscoëfficiënt veroorzaakt scheuren en structurele peeling. Daarom is de gietbare gietpan voornamelijk bedoeld om de matrix te versterken, de penetratie van slakken te verminderen en de vorming van een metamorfe laag te verzwakken.
1 proef
1.1 Grondstoffen en testplan
Het gebruikte aggregaat is gesmolten wit korund met korrelgrootte {{0}}, 5-3, 3-1 en kleiner dan of gelijk aan 1 mm, w(Al2O3)=98. 5 procent; 1-0 mm plaatkorund, w(Al2O3)=98.5 procent ; Minder dan of gelijk aan 0.074 mm magnesium aluminium spinel poeder, w(Al2O3)=78.5 procent , w(Mg O)=20 procent ; Minder dan of gelijk aan 0,088 mm gesmolten magnesiumoxidepoeder, w(Mg O)=96.5 procent ; Minder dan of gelijk aan 3μm -Al2O3 fijn poeder, w(Al2O3)=98.5 procent; zuiver calciumaluminaatcement, w(Al2O3)=70 procent , w(CaO)=29 procent .
Volgens gesmolten wit korundaggregaat 55 procent (w), tabulair korundaggregaat 10 procent (w), fijn korundpoeder, magnesiumoxidepoeder, magnesiumoxide-aluminium spinelpoeder en -Al2O3-poeder 32 procent (w), aluminium Calciumzuurcement 3 procent ( w) wordt gemengd om de inhoud van magnesiumoxide en spinel te veranderen.
1.2 Testproces en prestatietest
Het voorbereide monster werd getrild en in een mal van 40 mm × 40 mm × 160 mm gegoten en werd uit de vorm gehaald door natuurlijke uitharding gedurende 24 uur. Na warmtebehandeling bij 110 graden gedurende 24 uur, 1000 graden gedurende 3 uur en 1600 graden gedurende 3 uur, werd de warmtebehandeling gemeten. Prestaties, met behulp van de statische smeltkroesmethode voor slakcorrosietest. Boor in de vormrichting van het monster gaten met een diepte van 40 mm en een binnendiameter van 38 mm en 33 mm in het midden van het bovenoppervlak van het monster om smeltkroezen te maken. Na 24 uur trillen, vormen en bakken op 110 graden, worden de gaten in elke smeltkroes geplaatst. Doe 50 g slak (de chemische samenstelling (w) van de slak is: Fe2O3 24.97 procent, Al2O3 6.63 procent, CaO 16,13 procent, Si O2 9.47 procent, Ti O2 1.1 procent, MnO2 0.2 procent, Na2O 0,05 procent, K2O 0,01 procent) Gesinterd in een elektrische oven van 1600 graden en gedurende 3 uur bewaard. Snijd na natuurlijke afkoeling langs het smeltkroesgedeelte, meet het slakcorrosiegebied en het penetratiegebied en bereken de slakcorrosie-index (slakkencorrosiegebied / origineel groef axiaal dwarsdoorsnedegebied × 100 procent) en permeabiliteitsindex (permeatiegebied / kruis -doorsnede van de oorspronkelijke groefas × 100 procent).
2 Resultaten en analyse
2.1 Fysische eigenschappen
Met de toename van magnesiumoxide en de afname van spinelpoeder, zijn de buig- en druksterkten van monsters A en B in elke temperatuursectie hoger dan die van monster C. De sterke punten van de drie soorten monsters in de middelste en lage temperatuursecties zijn niet veel anders. Het verschil is duidelijk. Na het bakken op 1600 graden nam de uitzetting van de drie monsters geleidelijk toe met de toename van het magnesiumgehalte. De resterende uitzetting van het A-monster was 0,48 procent, de porositeit was laag en de volumestabiliteit was hoog; terwijl het C-monster 1,13 procent was, is de resterende expansie het grootst.
2.2 Macro-observatie en slakkencorrosie-index van het monster na slakkenerosie
Het is te zien dat de slak van de drie monsters er na corrosie volledig uitziet en er is geen duidelijk teken van corrosie. Na het sinteren bij 1600 graden is de penetratie van slakken dominant. Het infiltratiegedeelte van de slak verandert van zwart naar bruin en de overgangszone wordt van binnen naar buiten geleidelijk ondieper. De resterende slak in de groef wordt cilindrische krimp in het midden genoemd. Monster A had horizontale en verticale scheuren en de slak drong geleidelijk door in de scheuren onder hoge temperatuur, en de hoeveelheid interne residuen was niet veel, en de corrosieweerstand was gemiddeld. De penetratie van slakmonster B in de kroes is ondieper dan die van monsters A en C, en de hoeveelheid residu is groter dan die van monster A. Monster C heeft relatief grote interne poriën vanwege de grote volume-uitzetting. De slak dringt door de poriën in de matrix en diffundeert bij hoge temperaturen door de vloeibare fase, waardoor scheuren en losse structuur in de doorlatende laag ontstaan. De hoeveelheid residu in de smeltkroes is groter dan die van monsters A en B. .
Met de toename van magnesia neemt de anti-erosie-index geleidelijk toe en neemt de anti-permeabiliteitsindex eerst af en vervolgens toe. Enerzijds reageert het Mg O in de magnesiumoxide met Al2O3 om in situ spinel te genereren om volume-expansie te produceren, en de overmaat magnesiumoxide Mg O wordt vast opgelost in de spinel. Na bakken op 1600 graden heeft monster C een hoog magnesiumgehalte en de grootste expansie van synthetische spinel. Overmatige uitzetting zal leiden tot hoge porositeit en lage sterkte van het gietlichaam, waardoor de slak gemakkelijk in de matrix kan doordringen en thermisch afsplinteren kan veroorzaken; een andere Enerzijds kunnen FeO en MnO in de slak een vaste oplossing vormen met spinel: FeO plus MnO plus MA→(Fe,Mn,Mg)O·(Fe,Al)2O3. Het Si O2 in de slak wordt overvloedig en wordt zeer stroperig. Aangezien de slakpenetratiediepte (L) afhangt van de vergelijking: waar σ de oppervlaktespanning van de slak is, is de porositeitsstraal van het gietlichaam, t is de slakpenetratietijd, is de contacthoek tussen het gietlichaam en de slak , en is de slakviscositeit. Hieruit kan worden afgeleid dat L omgekeerd evenredig is met. De Al2O3 in de matrix kan CaO in de slak vangen, spinel toegevoegd aan het gietbare materiaal kan FeO en MnO in de slak stollen, wat de viscositeit en het smeltpunt van de slak kan verhogen en de penetratie van de slak kan remmen. Deze twee effecten kunnen ervoor zorgen dat de afname van de slakpenetratieweerstand tot een minimum wordt beperkt; bovendien, naarmate het gehalte aan MgO toeneemt, hoe groter de verhouding van Mg O tot Al2O3 in de synthetische magnesia-aluminium spinel, hoe hoger de corrosieweerstand, dus monster C De corrosieweerstandsindex is hoger dan die van monsters A en B. Het gehalte aan Mg O in monster C is relatief hoog en de expansie is groot. Microscheuren veroorzaakt door een juiste uitzetting kunnen de uitzetting van scheuren organiseren, maar overmatige uitzetting zal het volume vergroten en het effect van het beheersen van de slakpenetratie verliezen, waardoor de slak in de matrix dringt. Er trad warmteafspatting op, resulterend in een hoge permeabiliteitsindex van monster C.
Volgens de studie van het corrosiemechanisme [8], als gevolg van de reactie van gesmolten slakken en de werkende voering van de gietpan om een ​​beschermende zone te vormen, kan de binnenbekleding niet langer worden gecorrodeerd door gesmolten slakken. In deze beschermlaag wordt het grootste deel van het ijzeroxide en mangaanoxide in de slak in contact met de voering opgelost in de spinelroosterstructuur om een ​​vaste oplossing te vormen. Het ijzeroxide in de slak reageert met Al2O3 om ijzer-aluminium spinel te produceren en de daardoor veroorzaakte uitzetting is niet significant. Hoewel de CaO in de slak reageert met Al2O3 om CA6 te produceren, zal het een grote uitzetting hebben, maar het wordt gecompenseerd door de reactie van CaO en Si O2 in de slak met Al2O3 om mayemiet of anorthiet en andere laagsmeltende mineralen te produceren. Daarom verschaft de combinatie van mineralen met een hoog smeltpunt en een laag smeltpunt, gegenereerd door de reactie tussen de werkvoering van de gietpan en de gesmolten slak, een hete oppervlaktebeschermingslaag voor de werkvoering van de gietpan, waardoor de verdere erosie van de werkvoering van de gietpan wordt geminimaliseerd.
Bovendien, wanneer de chemische samenstelling van de slak in het vuurvaste materiaal doordringt en ermee reageert, neemt de belangrijkste kristalbinding van het geïnfiltreerde gebied af en wordt deze gemakkelijk geërodeerd door de impulsstroom, waardoor het vuurvaste materiaal verder wordt blootgesteld. , en het vuurvaste materiaal wordt niet blootgesteld. Het geïnfiltreerde deel wordt chemisch aangevallen [9]. Integendeel, als er geen mechanische actie is om het geïnfiltreerde deel te elimineren, zal de chemische aanval geleidelijk langzamer worden en stoppen vanwege de thermische temperatuurgradiënt. Tijdens het proces van thermische cycli is de doorlatende laag nooit afgepeld door de doorlatende laag, dus het afpellen van de gietvormstructuur zal worden beperkt door de penetratiediepte. De vereisten voor verschillende delen van de gietbare gietpan zijn ook verschillend. De gietbare wand van de gietpan wordt gecontroleerd door de metalen bekleding en zal in praktische toepassingen niet vrij uitzetten. Voor een langere levensduur is het noodzakelijk Al2O3-MgO te selecteren met een lage lineaire uitzettingssnelheid na behandeling bij hoge temperatuur. Gietbaar, schilfervrij en tegelijkertijd corrosiebestendig. De bodem van de zak verschilt van de wand van de zak, de bindkracht van de bodem van de zak is klein en het materiaal met hoge uitzetting is hier moeilijk aan te brengen vanwege het nadeel van zwellen en drijven. Om boogvorming te voorkomen en slakpenetratie te onderdrukken, zijn korund-spinel gietstukken met een hoge volumestabiliteit en goede thermische schok de eerste keuze geworden voor bekledingsbodemtoepassingen. Op dit moment is de formule van de B-groep met succes toegepast op de 110 ton zware wand van een grote binnenlandse staalfabriek, met een gemiddelde levensduur van 180-200 ovens, waarvan 30 ovens LF-raffinage, en de restdikte van de pollepelwand is 70 mm.
3 Conclusie
De erosieweerstand en de permeabiliteitsweerstand van castables zijn vaak tegenstrijdig, en de erosieweerstand en de permeabiliteitsweerstand moeten worden gewogen volgens de specifieke gebruiksomstandigheden. In dit experiment, wanneer de hoeveelheid gesmolten magnesiumoxidepoeder 4 procent (w) is en de hoeveelheid gesmolten magnesiumoxide-aluminium spinelpoeder 8 procent (w), heeft de gegoten aluminium-magnesium gietpan een beter slakbestendig effect.