UTJECAJ MIKROSTRUKTURE NA VISOKEMPERATURNU ČVRSTOĆU MAGNEZIT-KROM OPEKE

Promjenom sadržaja komponenti u vatrostalnoj opeci proučava se visokotemperaturna čvrstoća i mikrostruktura, a rezultati pokazuju da se visokotemperaturna čvrstoća može učinkovito poboljšati kontrolom sekundarnog spinela.
1. Uvod
Magnezitno-kromirane opeke imaju dobru otpornost na koroziju i visoku čvrstoću na visokim temperaturama, te se široko koriste u opremi za sekundarno rafiniranje kao što su RH i AOD.
Podrazumijeva se da struktura i količina sekundarnog špinela koji nastaje tijekom procesa sinteriranja ima veliki utjecaj na poboljšanje visokotemperaturne čvrstoće magnezitno-kromiranih opeka. Općenito se vjeruje da ovaj sekundarni spinel nastaje i raste sinteriranjem tekuće faze koja sadrži SiO2 i CaO, tako da na njega ne utječu samo glavne komponente MgO i Cr2O3, već i sekundarne komponente kao što su CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3. .
Promjenom omjera upotrijebljenih sirovina i sadržaja pomoćnih komponenti pripremani su uzorci, proučavana visokotemperaturna čvrstoća i mikrostruktura te su razmatrani čimbenici utjecaja na poboljšanje visokotemperaturne čvrstoće. Izvješće je sljedeće.
2. Ispitni uzorak
Polupovezane magnezitno-krom opeke pripremljene su promjenom omjera sastava sirovina ispod 1 mm, koje su korištene kao ispitni uzorci. Uzorak A je osnovni uzorak. Uzorci B i C reduciraju stopljeni magnezij-krom i povećavaju omjer kromovog oksida prema stopljenom magneziju, uglavnom smanjujući sekundarne komponente Al2O3 plus Fe2O3. U uzorcima D i E, taljeni magnezijev krom je reduciran kako bi se povećao udio kromove rude i smanjio udio taljenog magnezijevog oksida, tako da je sadržaj Al2O3 plus Fe2O3, SiO2 i Cr2O3 blago porastao.
Ovi ispitni uzorci su oblikovani u 150 mm × 75 mm × 50 mm pod istim uvjetima kalupljenja i pečeni na ultra-visokoj temperaturi u tunelskoj peći.
3. Rezultati ispitivanja
Uzorci B i C imaju nisku poroznost i visoku nasipnu gustoću, a tlačna čvrstoća ima tendenciju smanjenja, ali raste čvrstoća na visokim temperaturama. Za uzorke D i E, fizikalna svojstva i čvrstoća ostaju uglavnom konstantni, a čvrstoća na visokim temperaturama raste s povećanjem kromove rude.
Raspodjela Fe i Cr pronađena je u svijetlom dijelu SEM slike. Pretpostavlja se da je raspodjela Al u osnovi ista kao i raspodjela Cr i Fe faza. U svim uzorcima nečistoća, Al2O3 i Fe2O3 zajedno s Cr2O3 čine spinelnu fazu Mg(Cr, Al, Fe)2O4. Razlika između uzoraka je u tome što, u usporedbi s uzorkom A, uzorak C ima više Cr, a manje Fe. Uzorak E ima veliku Fe komponentu i malu Cr komponentu.
Što se tiče raspodjele Si i Ca, u svim je uzorcima postojala faza u kojoj su se Si, Ca i Mg preklapali u blizini sekundarnog spinela. Prema rezultatima točkaste analize, pretpostavlja se da su CaMgSiO4 i Mg2SiO4 u superponiranoj fazi prisutni u težinskom omjeru 80:20. Uzorci D i E imaju manje Ca, a više Mg, a omjer faza je CaMg2SiO4:Mg2SiO4=16:84. U usporedbi s uzorkom A, Si i Ca su široko rasprostranjeni.
4. Analiza
Smatra se da je visokotemperaturna čvrstoća uzoraka B i C kojima je dodan krom oksid posljedica činjenice da je sekundarni spinel bogat Crom. Pretpostavlja se da su se uzorci B, C, Al2O3 i Fe2O3 smanjili, a povećala količina Cr2O3 u sekundarnom spinelu. Kao što je prikazano na slikama 2 i 3, MgCr2O4 se teško otapa u CaMgSiO4 na visokoj temperaturi, pa se općenito vjeruje da je otapanje sekundarnog spinela inhibirano, a pokazuje se čvrstoća na visokim temperaturama.
U uzorcima D i E kojima je dodana kromova ruda, zbog porasta količine SiO 2 istaložila se faza s višim talištem. Kao rezultat toga, pretpostavlja se da je količina tekuće faze proizvedene na visokoj temperaturi smanjena, otapanje sekundarnog spinela je potisnuto, a čvrstoća na visokoj temperaturi je održana.
5. Zaključak
Promijenjena je visokotemperaturna čvrstoća i mikrostruktura uzoraka sa sadržajem pomoćnih komponenti u opeci. Prema rezultatima ispitivanja, nagađa se da se sekundarni spinel nije otopio i nestao, tako da je mogao održati visoku čvrstoću pri visokim temperaturama.
Na temelju rezultata ove studije, očekuje se da će se razviti materijali s poboljšanom čvrstoćom na visokim temperaturama kako bi se produžio životni vijek peći.