2.2 Sammensætning og struktur af korund-spinel støbbar efter brug
Tykkelsen af det oprindelige arbejdslag er 230-250mm, og den tilsyneladende morfologi af anslagsområdet i bunden af 8# øsen efter 91 ganges brug. Den resterende tykkelse af korund-spinel-støbematerialet er ca. 120 mm, og det metamorfe varmelag er tyndt. Der er tydelige gennemgående revner parallelt med den varme overflade i ca. 20 og 80 mm afstand fra den varme ende, og der er et fænomen med slaggeindtrængning langs revnen i revnen.
For at analysere vekselvirkningen mellem den smeltede slagge og den korund-spinel støbebare og forstå skademekanismen af materialet, blev området A taget til at lave en let plade. Scanningelektronmikroskop og energispektrometer blev brugt til at observere områdets mikrostruktur og bestemme mikroområdets komponenter. Mikrostrukturen af den varme overflade af A-området af resten efter brug fra slaggelaget til det kvasi-protoplasmatiske lag
Det kan ses, at arealet A af restmaterialet efter brug tydeligt kan opdeles i 3 lag: slaggelaget (ca. 0,5 mm), det permeable lag (6-8 mm) og det protoplasmatiske lag lag. Elementerne i slaggen reagerer med den støbbare matrix og danner en lavtsmeltende fase (se infiltrationslaget i figur 2), og trænger ind i det støbbare gennem matrixen, hvilket fremmer sintringen og fortætningen af matrixen. Der er et stort antal porer i det protoplasmatiske lag, strukturen er løs, den termiske udvidelseskoefficient mellem det permeable lag og det protoplasmatiske lag stemmer ikke overens, og der opstår gennem revner mellem de to. I det permeable lag trænger FeO, CaO og SiO2 i slaggen ind i den støbbare matrix. Med yderligere penetration falder dets indhold gradvist.
For yderligere at analysere indflydelsen af slaggepenetration på mikrostrukturen og mikroarealsammensætningen af støbegodset, blev hvert område i figur 2 forstørret for at observere, og EDS-analyse blev udført. I område a af slaggelaget ødelægges mikrostrukturen af den støbbare matrix af arbejdsfladen, matrixen infiltreres af en stor mængde flydende fase, og strukturen er tæt. Hovedfaserne er MgO-CaO-Al2O3-SiO2-FeO lavsmeltende fase og CaO-Al2O3-SiO2-FeO lavsmeltende fase). I områder b og c i infiltrationslaget trænger en stor mængde CaO, SiO₂ og FeO i slaggen ind i støbegodset, hvilket resulterer i fortætning af matrixen. Magnesium aluminium spinel fase. I området d af det protoplasmatiske lag er der et stort antal porer i matrixen, og strukturen er løs, hovedsageligt magnesium-aluminium spinelfase, CaO-Al2O3-fase og korundfase. Udover at trænge ind i det støbebare gennem matrixen, spreder slaggen sig også ind i det støbebare langs revnerne.
2.3 Skademekanisme af korund-spinel støbt
De vigtigste skadesfaktorer i det nederste arbejdslag af øsen er: termisk stød, mekanisk belastning, erosion og indtrængning af slagger. På arbejdsfladen er hovedfaserne af det originale støbemateriale magnesiumaluminiumspinel, CaO-Al2O3 og korund. Med erosionen og indtrængning af slaggen ind i støbegodset absorberer magnesium-aluminium-spinelfasen i matrixen FeO i slaggen, og korunden reagerer med CaO og SiO2 i slaggen og danner en calcium-aluminium-silicium lavtsmeltende fase:
Efterhånden som indholdet af SiO2, FeO og CaO i slaggen falder, falder slaggens relative indhold, således at mængden af slagger, der yderligere eroderer og trænger ind i støbegodset, reduceres.
Ved arbejdsfladen trænger den flydende fase i slaggen og den flydende fase dannet ved reaktionen ind i støbegodset. På grund af temperaturgradienten forårsages sintringsfortætningen af den varme overflade, og matrixbindingsfasen ødelægges på samme tid. På grund af mekanisk belastning og termisk belastning dannes der revner i det tætte lag og spredes gennem grænsefladen mellem reaktionslaget og det permeable lag, hvilket resulterer i afskalning af reaktionslaget. Derudover korroderer slaggen og trænger ind i støbegodset langs revnerne, hvilket fremskynder afskalningen af reaktionslaget fra det ildfaste materiale. Gentagelsen af denne situation under service førte til ødelæggelse af ildfaste materialer.
Afslutningsvis
(1) Korund-spinel-støbegods bruges til at erstatte magnesia-aluminium-carbon-klodser i bunden af øsen, som kan opfylde smelteprocessen i den elektriske ovns runde billetproduktionslinje. Ved at bruge integrerede støbematerialer er smeltetabshastigheden for det nederste arbejdslag af øsen lille, integriteten og lufttætheden styrkes, og sandsynligheden for koldt stålinfiltration langs murstenssamlingerne og offline på grund af unormale ventilerende mursten reduceres, og sikkerheden ved øsedrift er væsentligt forbedret og optimeret. Vedligeholdelsestilstanden er forbedret og forbruget af ildfaste materialer reduceres.
(2) Beskadigelsen af korund-spinel-støbematerialet er hovedsageligt forårsaget af reaktionen mellem slagger og ildfaste materialer. Samtidig spiller termisk stress og mekanisk stress også en vigtig rolle; desuden korroderer slaggen og trænger ind i støbegodset langs revnen og accelererer. Reaktionslaget pillede af fra det ildfaste materiale. Gentagelsen af denne proces under service har ført til ødelæggelse af ildfaste materialer.
