2.2 Kullanımdan sonra dökülebilir korindon-spinelin bileşimi ve yapısı
Orijinal çalışma katmanının kalınlığı 230-250mm'dir ve 91 kullanımdan sonra 8# kepçenin altındaki etki alanının görünen morfolojisi. Korindon-spinel dökülebilir malzemenin kalan kalınlığı yaklaşık 120 mm'dir ve sıcak uçlu metamorfik tabaka incedir. Sıcak uçtan yaklaşık 20 ve 80 mm uzakta sıcak yüzeye paralel açık çatlaklar vardır ve çatlaktaki çatlak boyunca bir cüruf penetrasyonu olgusu vardır.
Erimiş cüruf ile korindon-spinel dökülebilir arasındaki etkileşimi analiz etmek ve malzemenin hasar mekanizmasını anlamak için, hafif bir levha yapmak için A alanı alınmıştır. Alanın mikro yapısını gözlemlemek ve mikro alanın bileşenlerini belirlemek için taramalı elektron mikroskobu ve enerji spektrometresi kullanılmıştır. Cüruf tabakasından yarı protoplazmik tabakaya kullanımdan sonra kalıntının A bölgesinin sıcak yüzeyinin mikro yapısı
Kullanımdan sonra kalan malzemenin A alanının net bir şekilde 3 katmana ayrılabileceği görülebilir: cüruf katmanı (yaklaşık 0,5 mm), geçirgen katman (6-8 mm) ve protoplazmik katman katman. Cüruftaki elementler, düşük erime noktalı bir faz oluşturmak için dökülebilir matris ile reaksiyona girer (Şekil 2'deki sızma katmanına bakın) ve matrisin sinterlenmesini ve yoğunlaşmasını destekleyen matris boyunca dökülebilir malzemeye nüfuz eder. Protoplazmik tabakada çok sayıda gözenek vardır, yapı gevşektir, geçirgen tabaka ile protoplazmik tabaka arasındaki ısıl genleşme katsayısı uyuşmaz ve ikisi arasında çatlaklar meydana gelir. Geçirgen tabakada cüruftaki FeO, CaO ve SiO₂ dökülebilir matrise nüfuz eder. Daha fazla penetrasyon ile içeriği yavaş yavaş azalır.
Cüruf penetrasyonunun dökülebilir malzemenin mikro yapısı ve mikro alan bileşimi üzerindeki etkisini daha fazla analiz etmek için, Şekil 2'deki her bir alan gözlemlenecek şekilde büyütüldü ve EDS analizi yapıldı. Cüruf tabakasının a alanında, çalışma yüzünün dökülebilir matrisinin mikro yapısı bozulur, matrise büyük miktarda sıvı faz sızar ve yapı yoğundur. Ana fazlar MgO-CaO-Al₂O₃-SiO₂-FeO düşük erime noktası fazı ve CaO-Al₂O₃- SiO₂-FeO düşük erime noktası fazıdır). Sızma katmanındaki b ve c alanlarında, cüruftaki büyük miktarda CaO, SiO₂ ve FeO dökülebilir malzemeye nüfuz ederek matrisin yoğunlaşmasına neden olur. Magnezyum alüminyum spinel fazı. Protoplazmik tabakanın d alanında, matriste çok sayıda gözenek vardır ve yapı gevşektir, başlıca magnezyum-alüminyum spinel fazı, CaO-Al₂O₃ fazı ve korindon fazıdır. Cüruf, matristen dökülebilir malzemeye sızmanın yanı sıra, çatlaklar boyunca dökülebilir malzemeye de yayılır.
2.3 Korindon-spinel dökülebilir malzemenin hasar mekanizması
Potanın alt çalışma tabakasının ana hasar faktörleri şunlardır: termal şok, mekanik stres, erozyon ve cürufun nüfuz etmesi. Çalışma yüzünde, orijinal dökülebilir malzemenin ana fazları magnezyum alüminyum spinel, CaO-Al₂O₃ ve korindondur. Cürufun dökülebilir malzemeye erozyonu ve penetrasyonu ile, matristeki magnezyum-alüminyum spinel fazı cüruftaki FeO'yu emer ve korindon cüruftaki CaO ve SiO₂ ile reaksiyona girerek düşük erime noktalı bir kalsiyum-alüminyum-silikon oluşturur faz:
Cüruftaki SiO2, FeO ve CaO içeriği azaldıkça, cürufun nispi içeriği azalır, böylece daha fazla aşınan ve dökülebilir malzemeye nüfuz eden cüruf miktarı azalır.
Çalışma yüzeyinde cüruftaki sıvı faz ve reaksiyonla oluşan sıvı faz dökülebilir malzemeye nüfuz eder. Sıcaklık gradyanı nedeniyle, sıcak yüzeyin sinterleme yoğunlaşmasına neden olur ve aynı zamanda matris bağlama fazı da yok edilir. Mekanik stres ve termal stres nedeniyle, yoğun katmanda çatlaklar oluşur ve reaksiyon katmanı ile geçirgen katman arasındaki ara yüze yayılarak reaksiyon katmanının soyulmasına neden olur. Ek olarak, cüruf korozyona uğrar ve çatlaklar boyunca dökülebilir malzemeye nüfuz eder, bu da reaksiyon tabakasının refrakterden soyulmasını hızlandırır. Servis sırasında bu durumun tekrarlanması refrakter malzemelerin yok olmasına neden olmuştur.
Sonuç olarak
(1) Elektrikli fırın yuvarlak kütük üretim hattının ergitme sürecini karşılayabilen potanın tabanındaki magnezya-alüminyum-karbon tuğlalarının yerini almak için korindon-spinel dökümleri kullanılır. Entegre dökülebilir malzemeler kullanıldığında, potanın alt çalışma tabakasının erime kaybı oranı küçüktür, bütünlük ve hava sızdırmazlığı güçlendirilir ve anormal havalandırma tuğlaları nedeniyle tuğla derzleri boyunca ve çevrimdışı soğuk çelik sızma olasılığı azalır ve pota operasyonunun güvenliği önemli ölçüde iyileştirildi ve optimize edildi Bakım modu iyileştirildi ve refrakter malzeme tüketimi azaltıldı.
(2) Korindon-spinel dökülebilir malzemenin hasarı esas olarak cüruf ve refrakter malzemelerin reaksiyonundan kaynaklanır. Aynı zamanda termal stres ve mekanik stres de önemli bir rol oynar; ayrıca cüruf korozyona uğrar ve çatlak boyunca dökülebilir malzemeye nüfuz ederek reaksiyon tabakasının refrakter malzemeden soyulmasını hızlandırır. Servis sırasında bu işlemin tekrarlanması refrakter malzemelerin yok olmasına yol açmıştır.
