تأثير البنية المجهرية على قوة درجة الحرارة العالية من طوب الكروم المغنيسيوم

من خلال تغيير محتوى المكونات في الطوب الحراري ، تمت دراسة قوة درجة الحرارة العالية والبنية المجهرية ، وأظهرت النتائج أنه يمكن تحسين قوة درجة الحرارة المرتفعة بشكل فعال من خلال التحكم في الإسبنيل الثانوي
1 المقدمة
تتميز طوب المغنيسيا والكروم بمقاومة جيدة للتآكل وقوة عالية لدرجة الحرارة ، وقد تم استخدامها على نطاق واسع في معدات التكرير الثانوية مثل RH و AOD.
من المفهوم أن بنية وكمية الإسبنيل الثانوي المتولد أثناء عملية التلبيد لهما تأثير كبير على تحسين مقاومة درجات الحرارة العالية للطوب المغنيسيوم والكروم. يُعتقد عمومًا أن هذا الإسبنيل الثانوي يتشكل وينمو بواسطة تلبيد الطور السائل الذي يحتوي على SiO2 و CaO ، لذلك لا يتأثر فقط بالمكونات الرئيسية MgO و Cr2O3 ، ولكن أيضًا بالمكونات الثانوية مثل CaO و SiO2 و Al2O3 ، Fe2O3. .
عن طريق تغيير نسبة المواد الخام المستخدمة ومحتوى المكونات المساعدة ، تم تحضير العينات ودراسة مقاومة درجات الحرارة العالية والبنية المجهرية ، ومناقشة العوامل المؤثرة في تحسين مقاومة درجات الحرارة العالية. التقرير على النحو التالي.
2. عينة الاختبار
تم تحضير طوب المغنيسيا والكروم شبه المتجدد عن طريق تغيير نسبة تكوين المواد الخام التي تقل عن 1 مم ، والتي تم استخدامها كعينات اختبار. العينة أ هي العينة الأساسية. تقلل العينات B و C من تنصهر المغنيسيا والكروم وتزيد من نسبة أكسيد الكروم إلى المغنيسيوم المنصهر ، مما يقلل بشكل أساسي المكونات الثانوية لـ Al2O3 بالإضافة إلى Fe2O3. في العينات D و E ، تم تقليل المغنيسيا والكروم المصهور لزيادة نسبة خام الكروم وتقليل نسبة المغنيسيا المنصهرة ، وبالتالي زاد محتوى Al2O3 بالإضافة إلى Fe2O3 و SiO2 و Cr2O3 بشكل طفيف.
تم تشكيل عينات الاختبار هذه إلى 150 مم × 75 مم × 50 مم تحت نفس ظروف القولبة ، وتم إطلاقها عند درجة حرارة عالية جدًا في فرن نفقي.
3. نتائج الاختبار
العينات B و C لها مسامية منخفضة وكثافة حجمية عالية ، وتميل قوة الانضغاط إلى الانخفاض ، لكن قوة درجة الحرارة المرتفعة تزداد. بالنسبة للعينات D و E ، تظل الخصائص الفيزيائية والقوة ثابتة بشكل أساسي ، وتزداد قوة درجة الحرارة المرتفعة مع زيادة خام الكروم.
تم العثور على توزيع Fe و Cr في الجزء المشرق من صورة SEM. من المفترض أن توزيع Al هو في الأساس نفس توزيع مرحلتي Cr و Fe. في جميع شوائب العينة ، يشكل Al2O3 و Fe2O3 مع Cr2O3 طور الإسبينيل من Mg (Cr ، Al ، Fe) 2O4. الفرق بين العينات هو أنه بالمقارنة مع العينة A ، فإن العينة C تحتوي على المزيد من Cr ومحتوى Fe أقل. تحتوي العينة E على مكون Fe كبير ومكون Cr صغير.
فيما يتعلق بتوزيع Si و Ca ، في جميع العينات ، توجد مرحلة تداخل فيها Si و Ca و Mg بالقرب من الإسبينيل الثانوي. وفقًا لنتائج تحليل النقاط ، يُفترض أن CaMgSiO4 و Mg2SiO4 في المرحلة المتراكبة موجودة بنسبة وزن تبلغ 80:20. وجد أن العينات D و E تحتويان على نسبة أقل من الكالسيوم وأكثر من المغنيسيوم ، وكانت نسبة المراحل CaMg2SiO4: Mg2SiO 4=16: 84. بالمقارنة مع العينة A ، يتم توزيع Si و Ca على نطاق واسع.
4. التحليل
تعتبر قوة درجة الحرارة العالية للعينات B و C المضافة مع أكسيد الكروم ترجع إلى حقيقة أن الإسبنيل الثانوي غني بـ Cr. من المفترض أن العينات B و C و Al2O3 و Fe2O3 انخفضت ، وزادت كمية Cr2O3 في الإسبنيل الثانوي. كما هو مبين في الشكل 2 والشكل 3 ، يصعب إذابة MgCr2O4 في CaMgSiO4 عند درجة حرارة عالية ، لذلك يُعتقد عمومًا أن انحلال الإسبنيل الثانوي يتم تثبيته ، وتظهر قوة درجة الحرارة العالية.
في العينات D و E التي تمت إضافة خام الكروم إليها ، تم تعجيل مرحلة ذات نقطة انصهار أعلى بسبب زيادة كمية SiO 2. نتيجة لذلك ، من المفترض أن يتم تقليل كمية الطور السائل الناتج عند درجة حرارة عالية ، ويتم منع انحلال الإسبينيل الثانوي ، والحفاظ على قوة درجة الحرارة المرتفعة.
5. الخلاصة
تم تغيير قوة درجات الحرارة العالية والبنية الدقيقة للعينات مع محتوى المكونات المساعدة في الطوب. وفقًا لنتائج الاختبار ، يُعتقد أن الإسبنيل الثانوي لم يذوب ويختفي ، لذلك كان قادرًا على الحفاظ على قوة درجة حرارة عالية.
بناءً على نتائج هذه الدراسة ، من المتوقع أن يتم تطوير المواد ذات القوة المحسنة لدرجات الحرارة المرتفعة لتحسين عمر خدمة الفرن.