1. Prestasi dan faktor utama yang mempengaruhi castable aluminium magnesium ketulenan tinggi
Kesucian yang tinggicastable aluminium-magnesiumdibangunkan berdasarkan castable aluminium dan magnesium. Tujuannya adalah untuk meningkatkan rintangan kakisan dan prestasi suhu tinggi castable aluminium, serta rintangan kebolehtelapan dan kestabilan kejutan haba bagi castable magnesium. Titik batchingnya jatuh pada bahagian aluminium rajah fasa perduaan MgO-Al2O3. Komponen utama castable, Al2O3, bertindak balas dengan MgO pada suhu tinggi untuk membentuk spinel, disertai dengan pengembangan isipadu kira-kira 7%. Untuk menyekat kerosakan spalling yang disebabkan oleh tekanan pengembangan ini semasa penggunaan, kajian eksperimen memilih dua bahan mentah yang berbeza, magnesia gabungan dan spinel magnesium-aluminium, untuk mengkaji pengaruh rintangan sanga bahan. Hasilnya menunjukkan bahawa apabila sejumlah magnesia ditambah, castable dilincirkan dalam sejumlah kecil fasa cecair, terutamanya apabila ia digunakan di bawah tekanan statik keluli cair, pensinteran tindak balas maju, dan badan longgar terbentuk oleh pengembangan spinel menjadi lebih padat. Magnesia dengan saiz zarah yang sesuai boleh menjadikan castable masih menunjukkan sedikit pengembangan pada suhu tinggi, mengekalkan integriti, dan juga bermanfaat untuk mengurangkan kakisan. Walau bagaimanapun, semakin kasar saiz zarah kritikal magnesia atau jumlah yang ditambah melebihi 4C, kakisan cenderung meningkat disebabkan oleh pengembangan yang berlebihan, kemerosotan organisasi, dan penembusan sanga yang lebih dalam.
Spinel prasintesis diperkenalkan untuk menggantikan magnesia bercantum. Kajian itu percaya bahawa lebih banyak kandungan spinel teori, lebih baik rintangan kakisan castable, manakala kedalaman penembusan sanga adalah yang paling kecil apabila kandungan spinel adalah 10% hingga 30%, dan kandungan spinel melebihi 50%, dan ia meningkat dengan peningkatan kandungan spinel. Saiz zarah spinel dengan pengedaran seragam serbuk mikro adalah paling berkesan dalam menghalang pengelupasan struktur yang disebabkan oleh penembusan sanga. Kajian mendapati bahawa komponen spinel memainkan peranan yang menentukan dalam rintangan sanga klinker spinel itu sendiri dan castable diperbuat daripada spinel yang dicampur dengan korundum. Kandungan MgO yang ideal dalam spinel ialah 3% hingga 5%. Serbuk silikon juga berkesan dalam menghalang tekanan pengembangan spinel. Kajian telah menunjukkan bahawa pada suhu rendah, serbuk silikon dan serbuk MgO menjana bahan MSH, yang boleh menghalang penghidratan periclase, meningkatkan kecairan castables, dan meningkatkan ketumpatan castables. Pada suhu tinggi, MSH menyahhidrat dan bertindak balas dengan CaO untuk menghasilkan produk lebur rendah untuk menghasilkan ubah bentuk plastik dan menyerap tekanan pengembangan suhu tinggi. Walau bagaimanapun, apabila jumlah serbuk silikon meningkat, jumlah fasa cecair yang dihasilkan pada suhu tinggi meningkat, dan rintangan rayapan suhu tinggi berkurangan. Di bawah keadaan tekanan keluli cair, bahan terdedah kepada pensinteran dan keretakan yang berlebihan, dengan lebih banyak retakan, retakan yang lebih luas dan pengelupasan yang lebih dalam. Simen dan serbuk silikon biasanya digunakan sebagai pengikat komposit.
Ringkasnya, castable aluminium-spinel dan castable aluminium-magnesium mempunyai keseragaman organisasi yang baik, rintangan rayapan suhu tinggi, kestabilan kejutan haba, dan rintangan hakisan dan penembusan sanga. Perbezaan utama antara kedua-duanya ialah yang pertama memperkenalkan spinel pra-sintesis, dan kekuatan selepas menembak pada suhu yang berbeza adalah rendah, kekuatan lenturan suhu tinggi adalah besar, kestabilan volum adalah baik, dan kadar perubahan linear adalah kecil; yang terakhir bertindak balas untuk membentuk spinel apabila digunakan pada suhu tinggi, dan kekuatan selepas menembak pada suhu yang berbeza adalah besar, rintangan rayapan suhu tinggi adalah kuat, ketumpatan adalah padat, dan kadar perubahan linear adalah besar.
2. Kerosakan castable aluminium-magnesium ketulenan tinggi
Castable aluminium-spinel dan castable magnesium aluminua pada asasnya adalah sistem yang sama pada suhu tinggi, dan fasa kristal utama ialah spinel yang kaya dengan korundum dan aluminium. Faktor-faktor yang mempengaruhi rintangan sanga castables adalah sangat kompleks, seperti jenis keluli, komposisi sanga, keadaan peleburan, dll., tetapi terutamanya dikawal oleh komposisi mineral dan struktur mikro castables. FeO dan MnO dalam sanga yang ditangkap spinel kaya aluminium mula-mula menduduki kekosongan kation dan menggantikan sebahagian daripada MgO untuk membentuk penyelesaian pepejal spinel komposit dengan komposisi biasa Mg0.70Mn{ {7}}.08Fe0.21Al2.00O4. Analisis probe elektron menunjukkan bahawa keterlarutan pepejal Fe dan Mn dalam spinel berbutir halus di kawasan yang sama adalah lebih kurang sama, manakala kandungan unsur Fe dan Mn di pinggir zarah spinel yang lebih besar adalah lebih tinggi daripada di bahagian dalam zarah-zarah tersebut. Analisis kimia dan analisis pembelauan sinar-X bagi sampel selepas kakisan sanga juga menunjukkan bahawa pemalar kekisi spinel secara beransur-ansur berkurangan dari permukaan kerja ke bahagian dalam, yang konsisten dengan perubahan kandungan Fe2O3 dalam setiap lapisan. Apabila keterlarutan pepejal Fe2O3 dalam setiap lapisan berkurangan, pemalar kekisi dan keamatan pembelauan spinel menjadi lebih dekat dengan spinel lapisan asal. Korundum menyerap CaO dalam sanga untuk menjana mineral kalsium aluminat dan memejal. Pemerhatian mikroskop optik menunjukkan bahawa terdapat bulatan tindak balas kalsium aluminat seperti plat pada tepi zarah korundum dalam lapisan penembusan sampel, dan terdapat sejumlah besar mineral CA6 seperti jarum dalam matriks. SiO2 menggalakkan penghabluran dan pertumbuhan CA6, yang menjadikan pori-pori lebih halus dan membentuk lapisan penghalang yang lebih padat. Sanga sisa kaya dengan SiO2 dan menjadi likat dan sukar untuk ditembusi. Tidak seperti castable aluminium-spinel, walaupun castable aluminium-magnesium membentuk lebih banyak fasa cecair pada suhu tinggi, butiran spinel MgO dan Al2O3 yang baru terbentuk adalah baik, mempunyai banyak kecacatan, dan mempunyai pemalar kekisi kecil. SiO2 menjadikan spinel lebih berpecah, menggalakkan larutan pepejal Al2O3 dalam spinel, dan membentuk spinel yang kaya dengan aluminium dengan kepekatan kecacatan kekisi yang lebih tinggi. Di samping itu, castable juga lebih padat, jadi rintangan sanga, terutamanya rintangan kepada penembusan sanga, adalah lebih baik.
