WPŁYW MIKROSTRUKTURY NA WYSOKOTEMPERATUROWĄ WYTRZYMAŁOŚĆ CEGŁY MAGNEZOWO-CHROMOWEJ

Zmieniając zawartość składników w cegłach ogniotrwałych, bada się wytrzymałość na wysoką temperaturę i mikrostrukturę, a wyniki pokazują, że wytrzymałość na wysoką temperaturę można skutecznie poprawić poprzez kontrolowanie spinelu wtórnego
1. Wstęp
Cegły magnezowo-chromowe mają dobrą odporność na korozję i wysoką wytrzymałość temperaturową i są szeroko stosowane w urządzeniach do rafinacji wtórnej, takich jak RH i AOD.
Wiadomo, że struktura i ilość spinelu wtórnego powstającego w procesie spiekania ma duży wpływ na poprawę wytrzymałości wysokotemperaturowej cegieł magnezytowo-chromowych. Powszechnie uważa się, że ten spinel wtórny powstaje i rośnie w wyniku spiekania w fazie ciekłej zawierającej SiO2 i CaO, więc wpływają na niego nie tylko główne składniki MgO i Cr2O3, ale także składniki drugorzędne, takie jak CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3. .
Zmieniając proporcje użytych surowców i zawartość składników pomocniczych przygotowano próbki, zbadano wytrzymałość wysokotemperaturową i mikrostrukturę oraz omówiono czynniki wpływające na poprawę wytrzymałości wysokotemperaturowej. Raport jest następujący.
2. Próbka testowa
Cegły magnezjowo-chromowe semirebonded przygotowano zmieniając skład surowców poniżej 1 mm, które posłużyły jako próbki do badań. Próbka A jest próbką podstawową. Próbki B i C redukują topioną magnezję-chrom i zwiększają stosunek tlenku chromu do topionego magnezu, głównie redukując drugorzędne składniki Al2O3 plus Fe2O3. W próbkach D i E zredukowano magnezję topioną z chromem, aby zwiększyć udział rudy chromu i zmniejszyć udział magnezji topionej, dzięki czemu nieznacznie wzrosła zawartość Al2O3 plus Fe2O3, SiO2 i Cr2O3.
Te próbki testowe zostały uformowane w 150 mm x 75 mm x 50 mm w tych samych warunkach formowania i wypalone w bardzo wysokiej temperaturze w piecu tunelowym.
3. Wyniki badań
Próbki B i C mają niską porowatość i wysoką gęstość nasypową, a wytrzymałość na ściskanie ma tendencję do zmniejszania się, ale zwiększa się wytrzymałość na wysoką temperaturę. W przypadku próbek D i E właściwości fizyczne i wytrzymałość pozostają zasadniczo stałe, a wytrzymałość w wysokiej temperaturze wzrasta wraz ze wzrostem zawartości rudy chromu.
Rozkład Fe i Cr stwierdzono w jasnej części obrazu SEM. Przypuszcza się, że rozkład Al jest zasadniczo taki sam jak rozkład faz Cr i Fe. We wszystkich próbkach zanieczyszczeń Al2O3 i Fe2O3 wraz z Cr2O3 stanowią spinelową fazę Mg(Cr, Al, Fe)2O4. Różnica między próbkami polega na tym, że w porównaniu z próbką A próbka C ma więcej zawartości Cr i mniej Fe. Próbka E ma duży składnik Fe i mały składnik Cr.
Jeśli chodzi o rozkład Si i Ca, we wszystkich próbkach istniała faza, w której Si, Ca i Mg zachodziły na siebie w pobliżu spinelu wtórnego. Na podstawie wyników analizy punktowej przypuszcza się, że CaMgSiO4 i Mg2SiO4 w fazie nałożonej występują w stosunku wagowym 80:20. Stwierdzono, że próbki D i E miały mniej Ca i więcej Mg, a stosunek faz wyniósł CaMg2SiO4:Mg2SiO4=16:84. W porównaniu z próbką A, Si i Ca są szeroko rozpowszechnione.
4. Analiza
Uważa się, że wytrzymałość na wysokie temperatury próbek B i C z dodatkiem tlenku chromu wynika z faktu, że spinel wtórny jest bogaty w Cr. Przypuszcza się, że próbki B, C, Al2O3 i Fe2O3 zmniejszyły się, a ilość Cr2O3 w spinelu wtórnym wzrosła. Jak pokazano na Rysunku 2 i Rysunku 3, MgCr2O4 trudno rozpuszcza się w CaMgSiO4 w wysokiej temperaturze, dlatego ogólnie uważa się, że rozpuszczanie wtórnego spinelu jest hamowane i pokazana jest wytrzymałość na wysoką temperaturę.
W próbkach D i E, do których dodano rudę chromu, na skutek wzrostu ilości SiO 2 wytrąciła się faza o wyższej temperaturze topnienia. W rezultacie przypuszcza się, że ilość fazy ciekłej wytwarzanej w wysokiej temperaturze jest zmniejszona, rozpuszczanie spinelu wtórnego jest tłumione, a wytrzymałość na wysoką temperaturę jest utrzymywana.
5. Wniosek
Zmieniono wytrzymałość na wysoką temperaturę oraz mikrostrukturę próbek z zawartością składników pomocniczych w cegle. Zgodnie z wynikami badań spekuluje się, że spinel wtórny nie rozpuścił się i nie zniknął, dzięki czemu był w stanie utrzymać wysoką wytrzymałość na wysokie temperatury.
Na podstawie wyników tego badania oczekuje się, że opracowane zostaną materiały o podwyższonej wytrzymałości na wysokie temperatury, które poprawią żywotność pieca.