2.2 Composição e estrutura do concreto corindo-espinélio após o uso
A espessura da camada de trabalho original é 230-250mm, e a morfologia aparente da área de impacto na parte inferior da concha 8# após 91 vezes de uso. A espessura residual do corindo-espinela moldável é de cerca de 120 mm, e a camada metamórfica da extremidade quente é fina. Existem trincas paralelas óbvias à superfície quente a cerca de 20 e 80 mm de distância da extremidade quente, e há um fenômeno de penetração de escória ao longo da trinca na trinca.
A fim de analisar a interação entre a escória fundida e o corindo-espinela moldável e entender o mecanismo de dano do material, a área A foi tomada para fazer uma folha leve. Microscópio eletrônico de varredura e espectrômetro de energia foram usados para observar a microestrutura da área e determinar os componentes da microárea. A microestrutura da superfície quente da área A do resíduo após o uso da camada de escória até a camada quase protoplásmica
Pode-se observar que a área A do material residual após o uso pode ser claramente dividida em 3 camadas: a camada de escória (cerca de 0,5mm), a camada permeável (6-8mm) e a camada protoplásmica camada. Os elementos da escória reagem com a matriz fundível para formar uma fase de baixo ponto de fusão (ver camada de infiltração na Figura 2), e penetram no concreto através da matriz, o que promove a sinterização e densificação da matriz. Há um grande número de poros na camada protoplasmática, a estrutura é frouxa, o coeficiente de expansão térmica entre a camada permeável e a camada protoplasmática não coincide e ocorrem rachaduras entre as duas. Na camada permeável, FeO, CaO e SiO₂ na escória penetram na matriz fundível. Com maior penetração, seu conteúdo diminui gradualmente.
A fim de analisar melhor a influência da penetração da escória na microestrutura e na composição da microárea do concreto, cada área na Figura 2 foi ampliada para observar e a análise EDS foi realizada. Na área a da camada de escória, a microestrutura da matriz fundível da face de trabalho é destruída, a matriz é infiltrada por uma grande quantidade de fase líquida e a estrutura é densa. As fases principais são MgO-CaO-Al₂O₃-SiO₂-FeO, fase de baixo ponto de fusão e CaO-Al₂O₃- SiO₂-FeO, fase de baixo ponto de fusão). Nas áreas b e c na camada de infiltração, uma grande quantidade de CaO, SiO₂ e FeO na escória penetra no concreto, resultando em densificação da matriz. Fase de espinela de alumínio e magnésio. Na área d da camada protoplásmica, há um grande número de poros na matriz e a estrutura é frouxa, principalmente fase espinela magnésio-alumínio, fase CaO-Al₂O3 e fase corindo. Além de se infiltrar no concreto através da matriz, a escória também se espalha no concreto ao longo das trincas.
2.3 Mecanismo de dano do concreto corindo-espinélio
Os principais fatores de dano da camada inferior de trabalho da panela são: choque térmico, estresse mecânico, erosão e penetração de escória. Na face de trabalho, as principais fases do concreto original são espinela de alumínio e magnésio, CaO-Al₂O₃ e corindo. Com a erosão e penetração da escória no concreto, a fase de espinela de magnésio-alumínio na matriz absorve o FeO na escória, e o corindo reage com CaO e SiO₂ na escória para formar um cálcio-alumínio-silício de baixo ponto de fusão Estágio:
À medida que o conteúdo de SiO2, FeO e CaO na escória diminui, o conteúdo relativo da escória diminui, de modo que a quantidade de escória que erode ainda mais e penetra no concreto é reduzida.
Na superfície de trabalho, a fase líquida da escória e a fase líquida formada pela reação penetram no concreto. Devido ao gradiente de temperatura, a densificação da sinterização da superfície quente é causada e a fase de ligação da matriz é destruída ao mesmo tempo. Devido ao estresse mecânico e ao estresse térmico, trincas são formadas na camada densa e se espalham pela interface entre a camada de reação e a camada permeável, resultando no descascamento da camada de reação. Além disso, a escória corrói e penetra no concreto ao longo das trincas, o que acelera o desprendimento da camada de reação do refratário. A repetição dessa situação durante o serviço levou à destruição de materiais refratários.
para concluir
(1) Concretáveis de corindo-espinélio são usados para substituir tijolos de magnésia-alumínio-carbono no fundo da panela, que podem atender o processo de fundição da linha de produção de tarugos redondos do forno elétrico. Usando concretos integrais, a taxa de perda de fusão da camada de trabalho inferior da panela é pequena, a integridade e a estanqueidade do ar são fortalecidas e a probabilidade de infiltração de aço frio ao longo das juntas de tijolos e off-line devido a tijolos de ventilação anormais é reduzida e o a segurança da operação da panela é significativamente melhorada e otimizada O modo de manutenção é melhorado e o consumo de materiais refratários é reduzido.
(2) O dano do concreto corindo-espinélio é causado principalmente pela reação de escória e materiais refratários. Ao mesmo tempo, o estresse térmico e o estresse mecânico também desempenham um papel importante; além disso, a escória corrói e penetra no concreto ao longo da trinca, acelerando a descamação da camada de reação do material refratário. A repetição desse processo durante o serviço tem levado à destruição de materiais refratários.
