Tajriba jarayoni
Jadvalli korund, eritilgan korund, sinterlangan alyuminiy-magniyli shpinel, eritilgan magneziya, -Al2O3 mikrochangi, silika mikrochangi va sof kaltsiy aluminat tsement va boshqalardan foydalaning.
GB bo'yicha har xil haroratlarda ishlov berishdan so'ng namunaning ko'rinadigan g'ovakligi, massa zichligi, bosim kuchi, egilish kuchi, chiziqli o'zgarish tezligi va 1400 daraja ×1 soat termal egilish kuchini aniqlang; yuk ostida namunaning chiziqli o'zgarish tezligini sinab ko'ring, bosim 0,196 MPa, isitish tezligi 10 daraja / min, maksimal harorat 1500 daraja va harorat 3 soat davomida saqlanadi; cürufga chidamlilik tajribasi tigel usulini qo'llaydi va konvertorning yakuniy cürufu (wCaO36,84 foiz, wSiO214,77 foiz, wAl2O328,17 foiz, wFeO7,95 foiz, wMnO4 .58 foiz) 150 g tigelga solingan va MoSi2 rodli elektr pechida 1650 daraja × 3 soatda ishlov berilgandan so'ng, tigelning korroziyasini va penetratsiya chuqurligini cüruf bilan o'lchash uchun tigelning markaziy tekisligi bo'ylab kesilgan; kimyoviy tahlil, optik mikroskop, rentgen nurlari diffraktsiyasi, shlak korroziyasidan keyingi namunalar elektron zondlar yordamida tahlil qilinadi.
Natijalar va tahlillar
3.1 Yuqori toza alyuminiy-magniyli quymalarning xususiyatlari va asosiy ta'sir etuvchi omillari
Yuqori toza alyuminiy-magniyli quyma buyumlar alyuminiy va magniyli quyma materiallar asosida ishlab chiqilgan. Maqsad alyuminiy to'qimalarining korroziyaga chidamliligi va yuqori harorat ko'rsatkichlarini yaxshilash, shuningdek, uning o'tkazuvchanligi va termal zarba barqarorligini yaxshilashdir. Uning yig'ish nuqtasi MgO-Al2O3 ikkilik faza diagrammasining alyuminiy tomoniga to'g'ri keladi.
Quyma Al2O3 ning asosiy komponenti MgO bilan reaksiyaga kirishib, yuqori haroratda shpinel hosil qiladi, bunda hajmi taxminan 7 foizga oshadi. Ushbu kengayish zo'riqishidan kelib chiqqan parchalanish shikastlanishini bostirish uchun ikki xil xom ashyo, eritilgan magneziya va magnezium-alyuminiy shpinelning materialning cürufga chidamliligiga ta'siri eksperimental ravishda o'rganildi. Natijalar shuni ko'rsatadiki, ma'lum miqdorda magneziya qo'shilganda, quyma kichik miqdordagi suyuqlik fazasida yog'lanadi, ayniqsa uni ishlatganda, eritilgan po'latning gidrostatik bosimiga duchor bo'ladi, reaksiya sinterlanadi va shpinel kengayishining bo'sh tanasi yanada zichroq bo'lishga yordam beradi. Magnesiya yuqori haroratda to'qimalarni mikro-kengayishni ko'rsatishi, yaxlitligini saqlab turishi va korroziya yo'qotilishini kamaytirish uchun foydalidir. Shu bilan birga, magnesiyaning tanqidiy zarracha kattaligi qanchalik qo'polroq bo'lsa yoki 4C dan ortiq qo'shilgan bo'lsa, kengayish qanchalik katta bo'lsa, strukturaning yomonlashishi, cüruf penetratsiyasining chuqurlashishi va korroziyani yo'qotish tendentsiyasi kuchayadi.
Eritilgan magneziya o'rnini bosadigan sintetik shpinelning joriy etilishi, tadqiqot shuni ko'rsatadiki, shpinelning nazariy tarkibi qanchalik ko'p bo'lsa, quyma materialning korroziyaga chidamliligi shunchalik yaxshi bo'ladi va shpinel tarkibi 10 foizdan 30 foizgacha bo'lganida cürufning kirib borish chuqurligi eng kichik bo'ladi. va shpinel tarkibi 10 foizdan 30 foizgacha. Tarkibi 50 foizdan oshganda, u shpinel tarkibining ortishi bilan yuqori tendentsiyani ko'rsatadi. Nozik kukunning bir xil taqsimlangan shpinel zarrachalari shlak infiltratsiyasidan kelib chiqadigan strukturaviy parchalanishni blokirovka qilish uchun eng samarali hisoblanadi. Tadqiqot shuni ko'rsatdiki, shpinel komponenti shpinel klinkerining o'zi va korund bilan aralashtirilgan quyma shlakka chidamliligida hal qiluvchi rol o'ynaydi va shpineldagi MgO 3 foizdan 5 foizgacha idealdir. Silika mikrochangi shpinel kengayish stressining shakllanishiga to'sqinlik qilishda ham samarali. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, past haroratda kremniy mikrochangi va MgO kukuni MSH moddasini hosil qiladi, bu periklazning hidratsiyasini oldini oladi, quyma moddalarning suyuqligini yaxshilaydi va quyma moddalarning zichligini oshiradi. Yuqori haroratli kengayish stressini o'zlashtiring, ammo qo'shilgan kremniy mikrochangining miqdori ortadi, yuqori haroratda suyuqlik fazasi shakllanishi ortadi va yuqori haroratli o'rmalanish qarshiligi pasayadi. 2-rasmda ko'rsatilganidek, material eritilgan po'lat bosimi ostida haddan tashqari sinterlash va yorilishga moyil. kuchayadi, yoriqlar kengayadi va parchalanish chuqurlashadi. Odatda tsement va silika dumanli kompozit biriktiruvchi ishlatiladi.
Tegishli miqdordagi yuqori alumina tsement gidrati suvsizlanadi va CA seriyali yuqori faol moddalarni hosil qiladi, ular qo'shilgan Al2O3 kukuni bilan taxminan 1000 darajadan kimyoviy reaksiyaga kirishadi.
Xulosa qilib aytish mumkinki, Al-spinel castables ham, Al-Mg castables ham yaxshi mikro tuzilishga ega, yuqori haroratli siljish qarshiligi, termal zarba barqarorligi va shlak eroziyasi va penetratsiyasiga qarshilikka ega. Ularning orasidagi asosiy farq shundaki, birinchisi oldindan sintezlangan shpinelni taqdim etadi, u turli haroratlarda olovdan keyin past kuchga ega, yuqori haroratli egilish kuchi, yaxshi hajm barqarorligi va kichik chiziqli o'zgarish tezligi; ikkinchisi yuqori haroratda ishlatilganda shpinel hosil qilish uchun reaksiyaga kirishadi va turli Bu yuqori haroratda yondirilgandan keyin yuqori quvvatga ega, yuqori haroratda kuchli o'rmalanish qarshiligi, ixchamlik va katta chiziqli o'zgarish tezligi.
3.2 Yuqori toza alyuminiy-magniyli quyma buyumlarning shikastlanishi
Alyuminiy-shpinelli quyma va alyuminiy-magniyli quyma yuqori haroratda bir xil tizimdir va asosiy kristalli fazalar korund va alyuminiyga boy shpineldir. Quymalarning cürufga chidamliligiga ta'sir qiluvchi omillar po'lat navi, cüruf tarkibi, eritish sharoitlari va boshqalar kabi juda murakkab, ammo ular asosan mineral tarkibi va quyma materialning mikro tuzilishi bilan boshqariladi. Alyuminiyga boy shpinel tutuvchi cürufning FeO va MnO lari birinchi navbatda kation teshiklarini egallaydi va MgO ning bir qismini Mg0,70Mn ning tipik tarkibiga ega kompozit shpinel qattiq eritmasini hosil qilish uchun almashtiradi. 0.08Fe0.21Al2.00O4. Elektron prob tahlili shuni ko'rsatadiki, xuddi shu hududda nozik Fe va Mn ning qattiq eruvchanligi zarrachalar shpinelida taxminan bir xil, kattaroq shpinel zarralari chetida Fe va Mn elementlarning tarkibi esa ancha yuqori. zarrachalarning ichki qismi. Tahlil shuni ko'rsatadiki, shpinelning panjara konstantasi asta-sekin ishchi yuzning yonidan ichkariga qarab kamayadi, bu har bir qatlamdagi Fe2O3 tarkibining o'zgarishiga mos keladi. Quvvat asl qatlamning shpineliga yaqinroq.
Korund shlakdagi CaO ni singdirib, kaltsiy aluminati minerallarini hosil qiladi va qattiqlashadi. Optik mikroskop kuzatuvi shuni ko'rsatadiki, namunaning o'tkazuvchan qatlamidagi korund zarralari chetida plastinkaga o'xshash kaltsiy aluminat reaktsiya doirasi mavjud va matritsada juda ko'p miqdordagi igna o'xshash CA6 minerallari mavjud. SiO2 CA6 ni rag'batlantiradi Kristal o'sganda, teshiklar nozikroq bo'lib, zichroq to'siq qatlamini hosil qiladi va qoldiq cüruf SiO2 ga boy bo'lib, yopishqoq va kirib borish qiyin bo'ladi.
Alyuminiy-shpinel quymasidan farqli o'laroq, alyuminiy-magniyli quyma yuqori haroratda ko'proq suyuqlik fazalarini hosil qilsa-da, MgO va Al2O3 reaktsiyasi natijasida yangi hosil bo'lgan shpinel nozik donalar, ko'plab nuqsonlar va kichik panjara konstantalariga ega. Shpinel yanada nozik bo'linadi, bu Al2O3 ning qattiq eritmasini shpinelga olib keladi, alyuminiyga boy shpinelni ko'proq kontsentratsiyali panjara nuqsonlari bilan hosil qiladi va quyma ham zichroqdir. Shuning uchun, cüruf qarshiligi, ayniqsa, cüruf penetratsiyasi qobiliyatiga qarshilik yaxshiroq. Mikroskopik kuzatish shuni ko'rsatadiki, namunaning o'zgartirilgan qatlamidagi kompozit shpinel donalari to'liq rivojlangan va evedral bo'lib, donaning o'lchami taxminan 15-40 mm, ba'zilari esa 120 mm gacha. FeO va MnO ning shpinelda qattiq eruvchanligi sezilarli darajada oshadi. Tarkibi Mg0.68Mn0.17Fe0.47Al1.79O4.
Yakunida
(1) Barqaror ishlashga ega yuqori toza alyuminiy-magniyli quyma materiallarni olish uchun shpinel, magneziya, silika mikrochangi va tsementning aralashtirish miqdorini oqilona tanlash va ideal mikroyapı nazorati zarur.
(2) Ishlab chiqilgan yuqori tozalikdagi Al-Mg qotishmalari turli xil xususiyatlarga ega bo'lsa-da, ularning barchasi yaxshi mikro tuzilishga ega, yuqori haroratli siljish qarshiligi, termal zarba barqarorligi va cüruf eroziyasi va penetratsion qarshilikka ega.
(3) Yuqori toza alyuminiy-magniyli quymalarning cürufga qarshi mexanizmi: Shpinel kation teshiklarini egallash uchun shlakdagi FeO va MnO ni ushlaydi, kompozit shpinel hosil qilish uchun MgO o'rnini egallaydi, korund CaO ni singdirib, CA2, CA6, SiO6 CA6 kristalini hosil qiladi. donalar o'sib, zichroq to'siq qatlamini hosil qiladi va qoldiq shlak SiO2 ga boy va qalinlashadi, shu bilan shlakning kirib borishi va eroziyaga chidamliligini oshiradi. MgO va Al2O3 reaktsiyasi tufayli alyuminiy-magniyli quyma tarkibidagi yangi hosil bo'lgan shpinel nozik donalar va ko'plab nuqsonlarga ega. Alyuminiy shpinel, shuning uchun uning cürufga chidamliligi alyuminiy-shpinel quymalariga qaraganda kuchliroqdir.
