1. Експлуатаційні властивості та основні чинники впливу алюмінієво-магнієвих ливарних виробів високої чистоти
Висока чистотаалюмінієво-магнієві литтярозроблені на основі алюмінієвих і магнієвих ливарів. Мета полягає в тому, щоб підвищити корозійну стійкість і високотемпературні характеристики алюмінієвих ливарних плит, а також стійкість до проникності та стійкість до термічного удару магнієвих ливарних плит. Його точка дозування припадає на алюмінієву сторону бінарної фазової діаграми MgO-Al2O3. Основний компонент литої маси, Al2O3, реагує з MgO при високій температурі з утворенням шпінелі, що супроводжується збільшенням об’єму приблизно на 7%. Щоб зменшити пошкодження від розколювання, викликане напругою розширення під час використання, експериментальне дослідження вибрало дві різні сировини, плавлений магнезій і магнієво-алюмінієву шпінель, щоб вивчити вплив шлакостійкості матеріалу. Результати показують, що коли додається певна кількість магнезії, ливарний матеріал змащується невеликою кількістю рідкої фази, особливо коли він використовується під статичним тиском розплавленої сталі, реакція спікання просувається, і пухке тіло, утворене розширення шпінелі стає більш компактним. Магнезія з відповідним розміром часток може зробити так, щоб литий матеріал все ще демонстрував невелике розширення при високій температурі, зберігав цілісність, а також є корисним для зменшення корозії. Однак, чим грубіший критичний розмір частинок магнезії або додана кількість перевищує 4C, корозія має тенденцію до посилення через надмірне розширення, організаційну деградацію та глибше проникнення шлаку.
Попередньо синтезована шпінель вводиться замість плавленого магнезію. Дослідження вважає, що чим більший теоретичний вміст шпінелі, тим краща корозійна стійкість литого металу, тоді як глибина проникнення шлаку є найменшою, коли вміст шпінелі становить від 10% до 30%, а вміст шпінелі перевищує 50%, і він збільшується разом із збільшення вмісту шпінелі. Розмір частинок шпінелі з рівномірним розподілом мікропорошку є найбільш ефективним у блокуванні структурного відшарування, викликаного проникненням шлаку. Дослідження показало, що компонент шпінелі відіграє вирішальну роль у стійкості до шлаку самого шпінельного клінкеру та литого металу, виготовленого зі шпінелі, змішаної з корундом. Ідеальний вміст MgO в шпінелі становить від 3% до 5%. Кремнієвий порошок також ефективний у пригніченні напруги розширення шпінелі. Дослідження показали, що при низьких температурах кремнієвий порошок і порошок MgO утворюють речовини MSH, які можуть запобігти гідратації периклазу, покращити текучість заливок і збільшити щільність заливок. При високих температурах MSH зневоднюється та реагує з CaO, утворюючи продукти з низькою температурою плавлення, які викликають пластичну деформацію та поглинають високотемпературну напругу розширення. Однак із збільшенням кількості порошку кремнію кількість рідкої фази, що утворюється при високих температурах, збільшується, а опір повзучості при високій температурі знижується. В умовах тиску розплавленої сталі матеріал схильний до надмірного спікання та розтріскування, з більшою кількістю тріщин, ширшими тріщинами та глибшим відшаруванням. Цемент і кремнієвий порошок, як правило, використовуються як композиційне сполучне.
Коротше кажучи, алюмінієво-шпінельні ливарні та алюмінієво-магнієві ливарні плити мають гарну організаційну однорідність, стійкість до високотемпературної повзучості, стійкість до термічного удару та стійкість до ерозії та проникнення шлаку. Основна відмінність між ними полягає в тому, що перша вводить попередньо синтезовану шпінель, а міцність після випалу при різних температурах низька, високотемпературна міцність на вигин велика, об’ємна стабільність хороша, а швидкість лінійної зміни невелика; останній реагує з утворенням шпінелі при використанні при високій температурі, і міцність після випалу при різних температурах велика, стійкість до повзучості при високій температурі сильна, щільність щільна та швидкість лінійної зміни велика.
2. Пошкодження високочистих алюмінієво-магнієвих заливок
Алюмінієво-шпінельне лиття та алюмінієво-магнієве лиття є по суті однаковою системою при високих температурах, а основними кристалічними фазами є корунд і збагачена алюмінієм шпінель. Фактори, що впливають на стійкість до шлаку заливних плит, є дуже складними, наприклад, тип сталі, склад шлаку, умови плавки тощо, але в основному вони контролюються мінеральним складом і мікроструктурою заготовок. FeO та MnO у багатому алюмінієм шпінельному шлаку спочатку займають катіонні вакансії та замінюють частину MgO, утворюючи композитний твердий розчин шпінелі з типовим складом Mg0.70Mn{ {7}}.08Fe0.21Al2.00O4. Електронно-зондовий аналіз показує, що тверда розчинність Fe та Mn у дрібнозернистій шпінелі в тій самій області є приблизно однаковою, тоді як вміст елементів Fe та Mn на краю більших частинок шпінелі набагато вищий, ніж у внутрішній частині. частинки. Хімічний та рентгеноструктурний аналіз зразків після шлакової корозії також показує, що постійна решітки шпінелі поступово зменшується від робочої поверхні досередини, що узгоджується зі зміною вмісту Fe2O3 у кожному шарі. Оскільки тверда розчинність Fe2O3 у кожному шарі зменшується, постійна решітки та інтенсивність дифракції шпінелі стають ближчими до шпінелі вихідного шару. Корунд поглинає CaO у шлаку, утворюючи мінерали алюмінату кальцію та тверднучи. Спостереження під оптичним мікроскопом показує наявність пластинчастих реакційних кіл алюмінату кальцію на краях частинок корунду в проникаючому шарі зразка, а в матриці є велика кількість голчастих мінералів CA6. SiO2 сприяє кристалізації та зростанню CA6, що робить пори тоншими та утворює щільніший бар’єрний шар. Залишковий шлак багатий на SiO2, стає в’язким і його важко проникнути. На відміну від алюмінієво-шпінельних заливок, хоча алюмінієво-магнієві заливки утворюють більш рідкі фази при високих температурах, новоутворені зерна шпінелі MgO та Al2O3 дрібні, мають багато дефектів і невелику постійну гратки. SiO2 робить шпінель більш фрагментованою, сприяє утворенню твердого розчину Al2O3 у шпінелі та утворює збагачену алюмінієм шпінель з більшою концентрацією дефектів гратки. Крім того, заливка також щільніша, тому стійкість до шлаку, особливо стійкість до проникнення шлаку, є кращою.
