2.2 Composition et structure du corindon-spinelle coulable après utilisation
L'épaisseur de la couche de travail d'origine est de 230-250 mm et la morphologie apparente de la zone d'impact au bas de la poche 8 # après 91 utilisations. L'épaisseur résiduelle de la coulée de corindon-spinelle est d'environ 120 mm et la couche métamorphique à l'extrémité chaude est mince. On observe des fissures traversantes parallèles à la surface chaude à environ 20 et 80 mm du bout chaud, et il y a un phénomène de pénétration de laitier le long de la fissure dans la fissure.
Afin d'analyser l'interaction entre le laitier en fusion et la coulée de corindon-spinelle et de comprendre le mécanisme d'endommagement du matériau, la zone A a été prise pour réaliser une nappe légère. Un microscope électronique à balayage et un spectromètre d'énergie ont été utilisés pour observer la microstructure de la zone et déterminer les composants de la microzone. La microstructure de la surface chaude de la zone A du résidu après utilisation de la couche de laitier à la couche quasi-protoplasmique
On peut voir que la zone A du matériau résiduel après utilisation peut être clairement divisée en 3 couches : la couche de laitier (environ 0.5mm), la couche perméable (6-8mm) et la couche protoplasmique couche. Les éléments du laitier réagissent avec la matrice coulable pour former une phase à bas point de fusion (voir la couche d'infiltration sur la figure 2) et pénètrent dans le coulable à travers la matrice, ce qui favorise le frittage et la densification de la matrice. Il y a un grand nombre de pores dans la couche protoplasmique, la structure est lâche, le coefficient de dilatation thermique entre la couche perméable et la couche protoplasmique ne correspond pas et des fissures traversantes se produisent entre les deux. Dans la couche perméable, FeO, CaO et SiO₂ du laitier pénètrent dans la matrice coulable. Avec une pénétration plus poussée, son contenu diminue progressivement.
Afin d'analyser plus en détail l'influence de la pénétration des scories sur la microstructure et la composition des micro-zones du matériau coulable, chaque zone de la figure 2 a été agrandie pour observer et une analyse EDS a été effectuée. Dans la zone a de la couche de laitier, la microstructure de la matrice coulable du front de taille est détruite, la matrice est infiltrée par une grande quantité de phase liquide et la structure est dense. Les phases principales sont la phase à bas point de fusion MgO-CaO-Al₂O₃-SiO₂-FeO et la phase à bas point de fusion CaO-Al₂O₃-SiO₂-FeO). Dans les zones b et c de la couche d'infiltration, une grande quantité de CaO, SiO₂ et FeO dans le laitier pénètrent dans le béton, entraînant une densification de la matrice. Phase spinelle de magnésium et d'aluminium. Dans la zone d de la couche protoplasmique, il y a un grand nombre de pores dans la matrice et la structure est lâche, principalement la phase spinelle magnésium-aluminium, la phase CaO-Al₂O₃ et la phase corindon. En plus de s'infiltrer dans le béton à travers la matrice, le laitier se répand également dans le béton le long des fissures.
2.3 Mécanisme d'endommagement de la coulée corindon-spinelle
Les principaux facteurs d'endommagement de la couche de travail inférieure de la poche sont : les chocs thermiques, les contraintes mécaniques, l'érosion et la pénétration de laitier. Sur la face de travail, les principales phases de la coulée d'origine sont le spinelle d'aluminium et de magnésium, le CaO-Al₂O₃ et le corindon. Avec l'érosion et la pénétration du laitier dans le coulis, la phase spinelle de magnésium-aluminium dans la matrice absorbe le FeO dans le laitier, et le corindon réagit avec CaO et SiO₂ dans le laitier pour former un calcium-aluminium-silicium à bas point de fusion. phase:
Lorsque la teneur en SiO2, FeO et CaO dans le laitier diminue, la teneur relative en laitier diminue, de sorte que la quantité de laitier qui s'érode davantage et pénètre dans le béton est réduite.
A la surface de travail, la phase liquide dans le laitier et la phase liquide formée par la réaction pénètrent dans la coulée. Du fait du gradient de température, la densification par frittage de la surface chaude est provoquée, et la phase de collage de la matrice est détruite en même temps. En raison des contraintes mécaniques et des contraintes thermiques, des fissures se forment dans la couche dense et se propagent à travers l'interface entre la couche de réaction et la couche perméable, entraînant le pelage de la couche de réaction. De plus, le laitier se corrode et pénètre dans le coulable le long des fissures, ce qui accélère le pelage de la couche de réaction du réfractaire. La répétition de cette situation en service a entraîné la destruction des matériaux réfractaires.
en conclusion
(1) Les bétons de corindon-spinelle sont utilisés pour remplacer les briques de magnésie-aluminium-carbone au fond de la poche, qui peuvent répondre au processus de fusion de la ligne de production de billettes rondes de four électrique. En utilisant des bétons intégraux, le taux de perte de fusion de la couche de travail inférieure de la poche est faible, l'intégrité et l'étanchéité à l'air sont renforcées, et la probabilité d'infiltration d'acier froid le long des joints de briques et hors ligne en raison de briques de ventilation anormales est réduite, et le la sécurité de fonctionnement de la poche est nettement améliorée et optimisée Le mode maintenance est amélioré et la consommation de matériaux réfractaires est réduite.
(2) L'endommagement de la coulée de corindon-spinelle est principalement causé par la réaction des scories et des matériaux réfractaires. Dans le même temps, les contraintes thermiques et les contraintes mécaniques jouent également un rôle important ; de plus, le laitier se corrode et pénètre dans le coulis le long de la fissure, accélérant le décollement de la couche de réaction du matériau réfractaire. La répétition de ce processus en service a conduit à la destruction des matériaux réfractaires.
