2.2 使用後のコランダム-スピネルキャスタブルの組成と構造
元の作業層の厚さは 230-250 mm で、91 回使用した後の 8# 取鍋の底部にある衝突領域の見かけの形態です。 コランダム スピネル キャスタブルの残厚は約 120 mm で、ホット エンドの変成層は薄いです。 高温端から約 20mm と 80mm の位置に高温面に平行な貫通亀裂が顕著であり、亀裂内に亀裂に沿ってスラグが浸透する現象が見られる。
溶融スラグとコランダム スピネル キャスタブル間の相互作用を分析し、材料の損傷メカニズムを理解するために、領域 A を使用してライト シートを作成しました。 走査型電子顕微鏡とエネルギー分光計を使用して、領域の微細構造を観察し、微小領域の構成要素を決定しました。 スラグ層から準原形質層までの使用後の残渣のA領域の高温表面の微細構造
使用後の残留物質の領域 A は、スラグ層 (約 0.5mm)、透過層 (6-8mm)、および原形質層の 3 つの層に明確に分割できることがわかります。層。 スラグ内の要素はキャスタブル マトリックスと反応して低融点相を形成し (図 2 の浸透層を参照)、マトリックスを介してキャスタブルに浸透し、マトリックスの焼結と緻密化を促進します。 原形質層には多数の細孔が存在し、構造が緩く、透過層と原形質層の熱膨張係数が一致せず、両者の間に貫通亀裂が発生します。 透過層では、スラグ中の FeO、CaO、および SiO2 がキャスタブル マトリックスに浸透します。 さらに浸透すると、その含有量は徐々に減少します。
キャスタブルの微細構造と微細領域組成に対するスラグ浸透の影響をさらに分析するために、図 2 の各領域を拡大して観察し、EDS 分析を実行しました。 スラグ層の領域 a では、作業面のキャスタブル マトリックスの微細構造が破壊され、マトリックスに大量の液相が浸透し、構造が密になります。 主な相は、MgO-CaO-Al2O3-SiO2-FeO 低融点相と CaO-Al2O3-SiO2-FeO 低融点相です。 溶浸層の領域 b と c では、スラグ中の大量の CaO、SiO2、および FeO がキャスタブルに浸透し、マトリックスの緻密化をもたらします。 マグネシウム アルミニウム スピネル相。 原形質層の領域 d では、マトリックスに多数の細孔があり、構造はゆるく、主にマグネシウム-アルミニウム スピネル相、CaO-Al2O3 相、およびコランダム相です。 スラグはマトリックスを通ってキャスタブルに浸透するだけでなく、クラックに沿ってキャスタブルに拡散します。
2.3 コランダムスピネルキャスタブルの損傷メカニズム
取鍋の底部作業層の主な損傷要因は、熱衝撃、機械的応力、侵食、およびスラグの浸透です。 作業面では、元のキャスタブルの主な相は、マグネシウム アルミニウム スピネル、CaO-Al₂O₃、およびコランダムです。 キャスタブルへのスラグの侵食と浸透により、マトリックス内のマグネシウム-アルミニウム スピネル相がスラグ中の FeO を吸収し、コランダムがスラグ中の CaO および SiO2 と反応してカルシウム-アルミニウム-シリコン低融点を形成します。段階：
スラグ中のＳｉＯ ２ 、ＦｅＯおよびＣａＯの含有量が減少するにつれて、スラグの相対含有量が減少するので、さらに侵食されてキャスタブルに浸透するスラグの量が減少する。
作業面では、スラグ中の液相と反応によって形成された液相がキャスタブルに浸透します。 温度勾配により、高温面の焼結緻密化が引き起こされ、同時にマトリックス結合相が破壊されます。 機械的ストレスや熱的ストレスにより、緻密層にクラックが発生し、反応層と透過層の界面に亀裂が広がり、反応層が剥離します。 また、スラグは亀裂に沿って腐食し、キャスタブルに浸透し、耐火物からの反応層の剥離を促進します。 サービス中にこの状況が繰り返されると、耐火物が破壊されました。
結論は
(1) コランダム - スピネル キャスタブルを使用して、取鍋の底にあるマグネシア - アルミニウム - カーボン レンガを置き換えます。これは、電気炉ラウンド ビレット生産ラインの製錬プロセスを満たすことができます。 一体型キャスタブルを使用すると、取鍋の下部作業層の溶融損失率が小さくなり、完全性と気密性が強化され、異常な換気レンガによるレンガの接合部とオフラインに沿って冷鋼が浸透する可能性が減少し、取鍋操作の安全性が大幅に改善され、最適化されます。メンテナンスモードが改善され、耐火材料の消費が削減されます。
(2) コランダムスピネルキャスタブルの損傷は、主にスラグと耐火物との反応によって引き起こされます。 同時に、熱応力と機械的応力も重要な役割を果たします。 さらに、スラグは亀裂に沿って腐食してキャスタブルに浸透し、加速して耐火物から反応層が剥離しました。 使用中にこのプロセスを繰り返すと、耐火物が破壊されます。
