O'rta chastotali pechdan foydalanish paytida astar uchun ishlatiladigan o'tga chidamli materialning qalinligi atigi 70-110 mm. Ichkarida yuqori haroratli erigan metall bilan aloqada bo'ladi, tashqi tomoni esa suvni sovutadigan batareyaga yaqin. Olovga chidamli materialning ichki va tashqarisidagi harorat farqi katta. U nisbatan yupqa kesimda va ko'plab eritish operatsiyalari uchun yuqori korroziy muhitda foydalanish sharoitida. Astarning shikastlanishiga ta'sir qiluvchi asosiy jarayon shartlariga quyidagilar kiradi: eritish harorati, gazsizlantirish vaqti, bir martalik gazsizlantirish miqdori, cürufning kimyoviy tarkibi va ishlab chiqarilgan po'lat (temir) turi. Astarning shikastlanishiga ta'sir qiluvchi asosiy omillar quyidagilardir: cürufning kimyoviy eroziyasi, o'tga chidamli strukturaning parchalanishi va termal eroziya.
Shakl 1. Erituvchi cho'yan qoplamasining eroziyasi
Shakl 2. Erituvchi quyma po'lat qoplamasining eroziyasi
1. O'rta chastotali pechning qoplamasi O'rta chastotali pechning qoplamasi odatda turli xil xususiyatlarga va zarracha o'lchamdagi o'tga chidamli materiallardan tayyorlanadi (odatda ishlatiladigan refrakter materiallar asosan magniy, kvarts, alyuminiy va kompozit materiallardir). Uning xususiyatlari: to'g'ridan-to'g'ri bog'lanish. Shuning uchun u yuqori korroziyaga chidamliligi, yuqori mexanik kuch va yaxshi termal zarba qarshiligiga ega.
3-rasm, o'choq qoplamasi tugunlash jarayoniga muvofiq qat'iy ravishda tugunlangan
2. Magniy pechining qoplama materialining shikastlanish mexanizmi
Magniy materialining shikastlanish mexanizmini tushuntirish uchun magniyli refrakter materialni misol qilib oling:
Magniy materialining shikastlanishining asosiy ko'rinishlari quyidagilardir: eritilgan po'latning oqishi natijasida kelib chiqqan termal eroziya va shlak komponentlarining materialga kirib borishi natijasida yuzaga keladigan kimyoviy eroziya.
Eritma jarayonida eritma o'choq qoplamasini korroziya qilish uchun refrakter matritsadagi kapillyar kanallar orqali o'tga chidamli matritsaga kirib boradi. Olovga chidamli matritsaga kiradigan komponentlar quyidagilarni o'z ichiga oladi; Shlakdagi CaO, SiO2, FeO; Eritilgan po'latda Fe, Si, Ai, Mn, C va hatto metall bug'lari, CO gazi va boshqalar. Bu infiltratsiya qilingan komponentlar o'tga chidamli materialning kapillyar kanallarida to'planib, refrakterning fizik-kimyoviy xususiyatlarining uzilishiga olib keladi. ishchi sirt va asl refrakter matritsa. Ishlash haroratining keskin o'zgarishi ostida yoriqlar, peeling va bo'shashgan tuzilish paydo bo'ladi. To'g'ridan-to'g'ri aytganda, bu zarar jarayoni eritish jarayoniga qaraganda ancha jiddiyroqdir.
Olovga qo'shilgan metall materiallar turli xil oksidlarni olib keladi va turli materiallar va turli xil pechlarning cüruflarining tarkibi ham har xil. Shlakdagi turli xil oksidlar, karbidlar, sulfidlar va turli xil kompozitsion birikmalarning ko'pchiligi turli erish nuqtalariga ega bo'lgan yangi birikmalar hosil qilish uchun o'choq qoplamasi bilan kimyoviy reaksiyaga kirishadi.
Temir olivin (FeOSiO2) va marganets olivin (MnOSiO2) kabi reaktsiyada hosil bo'lgan ba'zi past erish nuqtasi oksidlari odatda 1200 daraja atrofida erish nuqtalariga ega. Past erish nuqtasi bo'lgan cüruf mukammal suyuqlikka ega va o'choq qoplamasida kuchli kimyoviy eroziyaga olib keladigan oqim agentini hosil qilishi mumkin va shu bilan o'choq qoplamasining xizmat qilish muddatini qisqartiradi. Mullit (3Al2O3•2SiO2), forsterit (2MgO•SiO2) va boshqalar kabi reaksiyada hosil boʻlgan yuqori erish nuqtasi shlaklari va baʼzi yuqori erish nuqtasiga ega metall elementlarning erish nuqtasi 1800 darajadan yuqori. Yuqori erish nuqtasi shlaki va eritilgan metallda to'xtatilgan past erish nuqtasi shlaklari o'rtasida nisbatan murakkab interpenetrasyon va o'zaro erish mavjud. Bu cüruflar o'choq devoriga yopishib olish juda oson va to'planib, jiddiy cüruf yopishib qolishiga olib keladi, elektr pechining quvvatiga, erish tezligiga va quvvatiga ta'sir qiladi va hatto o'choq qoplamasining ishlash muddatiga ta'sir qiladi.
Olovli pechning quvvati oshgani sayin, eritilgan po'latning yuzasidan yo'qolgan issiqlik ulushi kamayadi, cüruf harorati kichik sig'imli o'choqqa qaraganda yuqori va cürufning suyuqligi kichik sig'imli o'choqqa qaraganda yaxshiroq, shuning uchun. o'choq qoplamasining eroziyasi kuchayadi. Katta indüksiyon pechlari asosan po'lat va shlakni aralashtirish usulini po'latni tegizish uchun ishlatadi, bu esa shlakning teginish sharoitlariga moslashish uchun yaxshi suyuqlikka ega bo'lishini talab qiladi. Shu sababli, cüruf chizig'i jiddiy eroziyaga uchraydi, bu o'choq qoplamasining xizmat muddatini qisqartirishning yana bir sababidir. Yuqoridagi sabablarga ko'ra, katta induksion pechning qoplamasining xizmat qilish muddati kichik va o'rta o'lchamdagi indüksiyon pechiga qaraganda past. Astarning xizmat qilish muddatini oshirish uchun qoplamaning qalinligini mos ravishda oshirish kerak. Biroq, o'choq qoplamasining qalinligi oshgani sayin qarshilik qiymati oshadi, reaktiv quvvat yo'qotilishi ortadi va elektr samaradorligi pasayadi. Shuning uchun, o'choq qoplamasining qalinligi ma'lum bir oraliq bilan cheklangan. Shuning uchun ham yuqori elektr samaradorligini, ham o'choq qoplamasining xizmat qilish muddatini ta'minlash uchun oqilona devor qalinligi tanlanishi kerak.
5-rasm, shlak bilan qoplangan o'choq qoplamasi
3. Yechimlarni loyihalash
Yuqoridagi eroziya haroratning tsiklik tebranishlari ostida strukturaviy parchalanish deb ataladigan narsaga olib keladi. Ishlab chiqarish jarayonida cüruf refrakter matritsaning teshiklariga kirib, katta qalinlashgan refrakter qatlam hosil qiladi. Olovga chidamli qismning shlak bilan namlangan fizik va kimyoviy xossalari o'zgaradi. Penetratsion qatlam va qoldiq noqulay qatlam o'rtasidagi turli xil termal kengayish koeffitsientlari tufayli, harorat o'zgarganda, ikki qatlamning birlashmasida katta kuchlanish paydo bo'ladi, natijada ishchi sirtga parallel ravishda yoriqlar paydo bo'ladi va oxir-oqibat, astarning parchalanishiga olib keladi. . Olovga chidamli matritsaga kiradigan cüruf o'tga chidamli zarralarni eritib yuboradi va zarralar orasidagi bog'lanishni zaiflashtiradi, natijada materialning refrakterligi va yuqori haroratga chidamliligi pasayadi. Shuning uchun, shlak penetratsion qatlam o'tga chidamli eritilgan po'latdan oqayotgan eroziya ostida tezroq buziladi.
Shlakning asosiyligi astar materialiga mos kelishi kerak. Magniy astar materiallari yuqori CaO shlaklari va SiO2 cüruflari bilan korroziyaga tushishi mumkin. Shlakdagi CaF miqdorini nazorat qilish kerak. Haddan tashqari CaF gidroksidi astarni korroziyaga olib keladi va shlak chizig'ining muddatidan oldin erishiga olib keladi. Shlakdagi ftor ionlari va metall marganets ionlari yuqori bo'lsa yoki erigan hovuz harorati 1700 darajadan yuqori bo'lsa, eritmaning viskozitesi ham keskin pasayadi, astarning shikastlanish tezligi tezlashadi va astarning ishlash muddati oshadi. ancha qisqardi. Shlaksiz eritish vakuum ostida amalga oshirilganda, astarning ishlash muddati vakuumsiz eritishdan ko'ra kattaroqdir.
Astarda yuqori temir oksidi tarkibining infiltratsiyasi asl qoplamaning mikro tuzilishini buzadi, refrakterlikni pasaytiradi va CaO-Ai2O3-SiO2 cürufining yopishqoqligini pasaytiradi, shu sababli cüruf materialga chuqurroq kiradi. Shu bilan birga, asl qoplamadagi temir oksidining ma'lum miqdori astarning tez sinterlanishiga yordam beradi va materialning ochiq teshiklari va o'tkazuvchanligini pasaytiradi. Xususan, qoliplash materialida ma'lum miqdorda temir oksidi mavjud bo'lib, materialning tez sinterlanishi, qumni portlatish va qumni qo'shish juda mashhur. Magniy oksidi tarkibini va cürufning viskozitesini oshirish, o'choq qoplamasidagi cürufning eroziyasini kamaytirish va cüruf yig'ish ta'sirini yaxshilash uchun foydalidir. Shlak asosliligi past bo'lsa, magniy qoplamasining eroziyasi jiddiyroq bo'ladi va o'choq qoplamasining ishlash muddati kamayadi; aksincha, shlak asosliligi yuqori bo'lsa, o'choq qoplamasining eroziyasi nisbatan engil bo'ladi va o'choq qoplamasining ishlash muddati nisbatan yaxshilanadi. Shlakning asosini va shlakdagi MgO tarkibini oshirish va cürufdagi FeO tarkibini kamaytirish, shlakning o'tga chidamli materialdagi eroziyasini kamaytirish uchun foydalidir.
Shuning uchun, cüruf ishlab chiqaruvchi vositalardan foydalanganda, yuqori magniy oksidi bo'lgan materiallarni tanlashga e'tibor qaratish lozim. Shlak tuzilishini oqilona sozlang, cüruf hosil bo'lish tezligini tezlashtiring, eritish vaqtini qisqartiring va cüruf tarkibidagi temir oksidi miqdorini kamaytiring. Tegishli cürufni o'choq qoplamasining materialiga qarab tanlash kerak. Ishqoriy cüruf magniy qoplamasi uchun javob beradi, lekin u yuqori CaO shlaklari va SiO2 cüruflari bilan korroziyaga uchraydi. Haddan tashqari CaF2, shuningdek, ishqoriy astarni korroziyaga olib keladi, bu esa cüruf chizig'ining muddatidan oldin erishiga olib keladi. Kislotali shlak kvarts pechining qoplamasi uchun mos keladi, magnezium-alyuminiy pechining qoplamasi esa faqat zaif gidroksidi yoki neytral shlak uchun ishlatilishi mumkin. Alumina pechining qoplamasi yuqori haroratda turli pH qiymatlarida tipik amfoter xususiyatlarni ko'rsatadi, ular turli pH qiymatlari bo'lgan cüruflarga moslasha oladi, ammo bu kislotali va gidroksidi o'choq qoplamalaridan bir oz yomonroqdir. Shu sababli, ba'zi odamlar yuqori toza magnezium qumidan foydalanadilar va materiallarni tanlashda sof magnesiya pechining qoplama materiallarining matritsa xususiyatlarini o'zgartirish uchun ma'lum miqdorda shpinel qo'shadilar, ammo tajribalar shuni ko'rsatadiki, yuqori toza korund materiallarining korroziyaga chidamliligi ham sezilarli darajada past tozaligi bilan sinterlangan magnesiya qumidan past.
Kislotali shlak kvarts pechining qoplamasi uchun mos keladi, magnezium-alyuminiy pechining qoplamasi esa faqat zaif gidroksidi yoki neytral shlak uchun ishlatilishi mumkin. Alumina pechining qoplamasi yuqori haroratda turli pH qiymatlarida tipik amfoter xususiyatlarni ko'rsatadi, ular turli pH qiymatlari bo'lgan cüruflarga moslasha oladi, ammo bu kislotali va gidroksidi o'choq qoplamalaridan bir oz yomonroqdir. Muxtasar qilib aytganda, magnezium pechining qoplamasining asosiy shikastlanish mexanizmini hisobga olgan holda, doimiy xulosa va izlanishlardan so'ng, materialning shlak penetratsiyasiga chidamliligi ochiq teshiklarni va o'tkazuvchanlikni cheklash va yuqori haroratli eroziyaga chidamliligi va o'choq astarining parchalanish qarshiligini yaxshilash mumkin. matritsani yuqori haroratli egilish kuchini va muhim yumshatilish haroratini oshirish orqali yaxshilash mumkin. Olovli qoplamaning ishlashi materialning zarracha hajmining taqsimlanishi, materialning fizik va kimyoviy xususiyatlari va o'choq qoplamasining sinterlash harorati kabi ko'plab omillarga bog'liq.
