VPLIV MIKROSTRUKTURE NA VISOKO TEMPERATURNO TRDNOST MAGNEZITO-KROMOVANE OPEKE

S spreminjanjem vsebnosti komponent v ognjevzdržnih opekah se proučuje visokotemperaturna trdnost in mikrostruktura, rezultati pa kažejo, da je visokotemperaturno trdnost mogoče učinkovito izboljšati z nadzorom sekundarnega špinela.
1. Uvod
Magnezitno-kromirane opeke imajo dobro odpornost proti koroziji in visoko temperaturno trdnost ter se pogosto uporabljajo v opremi za sekundarno rafiniranje, kot sta RH in AOD.
Razume se, da imata struktura in količina sekundarnega spinela, ki nastane med postopkom sintranja, velik vpliv na izboljšanje visokotemperaturne trdnosti magnezitno-kromiranih opek. Na splošno velja, da ta sekundarni spinel nastane in raste s sintranjem v tekoči fazi, ki vsebuje SiO2 in CaO, tako da nanj ne vplivajo samo glavni komponenti MgO in Cr2O3, ampak tudi sekundarne komponente, kot so CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3. .
S spreminjanjem razmerja uporabljenih surovin in vsebnosti pomožnih komponent smo pripravili vzorce, proučevali visokotemperaturno trdnost in mikrostrukturo ter obravnavali vplivne dejavnike za izboljšanje visokotemperaturne trdnosti. Poročilo je naslednje.
2. Testni vzorec
Delno vezane magnezitno-kromirane opeke smo pripravili s spremembo sestavnega razmerja surovin pod 1 mm, ki smo jih uporabili kot testne vzorce. Vzorec A je osnovni vzorec. Vzorca B in C reducirata taljeni magnezijev krom in povečata razmerje med kromovim oksidom in taljenim magnezijem, predvsem zmanjšata sekundarne komponente Al2O3 in Fe2O3. V vzorcih D in E je bil taljeni magnezijev krom reduciran zaradi povečanja deleža kromove rude in zmanjšanja deleža taljenega magnezijevega oksida, zato se je vsebnost Al2O3 plus Fe2O3, SiO2 in Cr2O3 nekoliko povečala.
Ti preskusni vzorci so bili oblikovani v 150 mm × 75 mm × 50 mm pod enakimi pogoji oblikovanja in žgani pri ultra visoki temperaturi v tunelski peči.
3. Rezultati testa
Vzorca B in C imata nizko poroznost in visoko nasipno gostoto, tlačna trdnost pa se zmanjšuje, povečuje pa se trdnost pri visokih temperaturah. Pri vzorcih D in E ostajajo fizikalne lastnosti in trdnost v bistvu konstantne, visokotemperaturna trdnost pa se povečuje s povečanjem kromove rude.
Porazdelitev Fe in Cr je bila ugotovljena v svetlem delu slike SEM. Predvideva se, da je porazdelitev Al v osnovi enaka porazdelitvi faz Cr in Fe. V vseh nečistočah vzorcev tvorita Al2O3 in Fe2O3 skupaj s Cr2O3 spinelno fazo Mg(Cr, Al, Fe)2O4. Razlika med vzorcima je v tem, da ima vzorec C v primerjavi z vzorcem A več Cr in manj Fe. Vzorec E ima veliko Fe komponento in majhno Cr komponento.
Glede porazdelitve Si in Ca je v vseh vzorcih obstajala faza, v kateri so se Si, Ca in Mg prekrivali v bližini sekundarnega spinela. Glede na rezultate točkovne analize se domneva, da sta CaMgSiO4 in Mg2SiO4 v superponirani fazi prisotna v masnem razmerju 80:20. V vzorcih D in E smo ugotovili manj Ca in več Mg, razmerje med fazami pa je bilo CaMg2SiO4:Mg2SiO4=16:84. V primerjavi z vzorcem A sta Si in Ca zelo razširjena.
4. Analiza
Visokotemperaturna trdnost vzorcev B in C, dodanih s kromovim oksidom, naj bi bila posledica dejstva, da je sekundarni spinel bogat s Cr. Predvidevamo, da so se vzorci B, C, Al2O3 in Fe2O3 zmanjšali, količina Cr2O3 v sekundarnem spinelu pa povečala. Kot je prikazano na sliki 2 in sliki 3, se MgCr2O4 pri visoki temperaturi težko raztopi v CaMgSiO4, zato se na splošno verjame, da je raztapljanje sekundarnega spinela zavirano, in prikazana je visokotemperaturna trdnost.
V vzorcih D in E, katerima je bila dodana kromova ruda, se je zaradi povečanja količine SiO 2 izločila faza z višjim tališčem. Posledično se domneva, da se količina tekoče faze, proizvedene pri visoki temperaturi, zmanjša, raztapljanje sekundarnega spinela je potlačeno in visokotemperaturna trdnost se ohrani.
5 Zaključek
Spremenjena je bila visokotemperaturna trdnost in mikrostruktura vzorcev z vsebnostjo pomožnih komponent v opekah. Glede na rezultate preskusa se špekulira, da se sekundarni spinel ni raztopil in izginil, zato je lahko ohranil visoko temperaturno trdnost.
Na podlagi rezultatov te študije se pričakuje, da bodo razviti materiali z izboljšano visokotemperaturno trdnostjo za izboljšanje življenjske dobe peči.