1. 고순도 알루미늄 마그네슘 캐스터블의 성능 및 주요 영향 요인
고순도알루미늄-마그네슘 주물알루미늄 및 마그네슘 주물을 기반으로 개발되었습니다. 목적은 알루미늄 주물의 내식성 및 고온 성능과 마그네슘 주물의 투과성 저항 및 열충격 안정성을 개선하는 것입니다. 배치 지점은 MgO-Al2O3 이진상도의 알루미늄 쪽에 있습니다. 주물의 주성분인 Al2O3는 고온에서 MgO와 반응하여 스피넬을 형성하고 약 7%의 체적 팽창을 동반합니다. 사용 중 이 팽창 응력으로 인한 스폴링 손상을 억제하기 위해 실험 연구에서는 용융 마그네시아와 마그네슘-알루미늄 스피넬의 두 가지 다른 원료를 선택하여 재료의 슬래그 저항성의 영향을 연구했습니다. 결과에 따르면 일정량의 마그네시아를 첨가하면 주물이 소량의 액상에서 윤활되고, 특히 용강의 정압 하에서 사용할 때 반응 소결이 진행되고 스피넬의 팽창으로 형성된 느슨한 몸체가 더욱 컴팩트해집니다. 적절한 입자 크기의 마그네시아는 주물을 고온에서도 약간의 팽창을 보이게 하고, 무결성을 유지하며, 부식을 줄이는 데도 유익합니다. 그러나 마그네시아의 임계 입자 크기가 더 거칠거나 첨가량이 4C를 초과하면 과도한 팽창, 조직적 저하 및 더 깊은 슬래그 침투로 인해 부식이 증가하는 경향이 있습니다.
사전 합성 스피넬은 용융 마그네시아를 대체하기 위해 도입되었습니다. 이 연구는 이론적 스피넬 함량이 많을수록 캐스터블의 내식성이 더 좋고, 슬래그 침투 깊이는 스피넬 함량이 10%~30%일 때 가장 작고, 스피넬 함량이 50%를 초과하면 스피넬 함량이 증가함에 따라 증가한다고 믿습니다. 미세 분말의 균일한 분포를 갖는 스피넬 입자 크기는 슬래그 침투로 인한 구조적 박리를 차단하는 데 가장 효과적입니다. 이 연구는 스피넬 성분이 스피넬 클링커 자체와 코런덤과 혼합된 스피넬로 만든 캐스터블의 슬래그 저항성에 결정적인 역할을 한다는 것을 발견했습니다. 스피넬의 이상적인 MgO 함량은 3%~5%입니다. 실리콘 분말은 또한 스피넬의 팽창 응력을 억제하는 데 효과적입니다. 연구에 따르면 저온에서 실리콘 분말과 MgO 분말은 MSH 물질을 생성하여 페리클레이스 수화를 방지하고 캐스터블의 유동성을 개선하며 캐스터블의 밀도를 높일 수 있습니다. 고온에서 MSH는 탈수되고 CaO와 반응하여 저융점 제품을 생성하여 소성 변형을 일으키고 고온 팽창 응력을 흡수합니다. 그러나 실리콘 분말의 양이 증가함에 따라 고온에서 생성되는 액상 양이 증가하고 고온 크립 저항성이 감소합니다. 용강 압력 조건에서 재료는 과소결 및 균열이 발생하기 쉽고 균열이 더 많고 균열이 더 넓고 벗겨짐이 더 깊습니다. 시멘트와 실리콘 분말은 일반적으로 복합 바인더로 사용됩니다.
간단히 말해서, 알루미늄-스피넬 캐스터블과 알루미늄-마그네슘 캐스터블은 조직 균일성, 고온 크립 저항성, 열충격 안정성, 슬래그 침식 및 침투 저항성이 우수합니다. 두 가지의 주요 차이점은 전자가 사전 합성된 스피넬을 도입하고, 다양한 온도에서 소성한 후의 강도가 낮고, 고온 굽힘 강도가 크고, 체적 안정성이 좋으며, 선형 변화율이 작다는 것입니다. 후자는 고온에서 사용하면 반응하여 스피넬을 형성하고, 다양한 온도에서 소성한 후의 강도가 크고, 고온 크립 저항성이 강하고, 밀도가 조밀하고, 선형 변화율이 큽니다.
2. 고순도 알루미늄-마그네슘 캐스터블의 손상
알루미늄-스피넬 캐스터블과 알루미늄 마그네슘 캐스터블은 고온에서 본질적으로 동일한 시스템이며, 주요 결정상은 코런덤과 알루미늄이 풍부한 스피넬입니다. 캐스터블의 슬래그 저항성에 영향을 미치는 요인은 강철 종류, 슬래그 구성, 제련 조건 등과 같이 매우 복잡하지만, 주로 캐스터블의 광물 구성과 미세 구조에 의해 제어됩니다. 알루미늄이 풍부한 스피넬 포획 슬래그의 FeO와 MnO는 먼저 양이온 공석을 채우고 MgO의 일부를 대체하여 Mg0.70Mn0.08Fe0.21Al2.00O4의 전형적인 구성을 갖는 복합 스피넬 고용체를 형성합니다. 전자 탐침 분석 결과, 같은 면적의 미립 스피넬에서 Fe와 Mn의 고용도는 거의 동일하지만, 더 큰 스피넬 입자의 가장자리에서 Fe와 Mn 원소의 함량은 입자 내부의 함량보다 훨씬 높습니다. 슬래그 부식 후 샘플의 화학 분석 및 X선 회절 분석 결과도 스피넬의 격자 상수가 작업 표면에서 내부로 점차 감소하는 것으로 나타났으며, 이는 각 층의 Fe2O3 함량 변화와 일치합니다. 각 층에서 Fe2O3의 고용도가 감소함에 따라 스피넬의 격자 상수와 회절 강도는 원래 층의 스피넬에 더 가까워집니다. 코런덤은 슬래그에서 CaO를 흡수하여 칼슘 알루미네이트 광물을 생성하고 응고됩니다. 광학 현미경 관찰 결과 샘플 침투층의 코런덤 입자 가장자리에 판 모양의 칼슘 알루미네이트 반응 원이 있고 매트릭스에 바늘 모양의 CA6 광물이 많이 있습니다. SiO2는 CA6의 결정화와 성장을 촉진하여 기공을 더 미세하게 만들고 더 조밀한 차단층을 형성합니다. 잔류 슬래그는 SiO2가 풍부하여 점성이 있고 침투하기 어렵습니다. 알루미늄-스피넬 캐스터블과 달리 알루미늄-마그네슘 캐스터블은 고온에서 더 많은 액상을 형성하지만 MgO 및 Al2O3의 새로 형성된 스피넬 입자는 미세하고 결함이 많으며 격자 상수가 작습니다. SiO2는 스피넬을 더 파편화시키고 스피넬에서 Al2O3의 고용체를 촉진하며 격자 결함 농도가 더 높은 알루미늄이 풍부한 스피넬을 형성합니다. 또한 캐스터블도 더 조밀하므로 슬래그 저항성, 특히 슬래그 침투 저항성이 우수합니다.
