Изменения свойст материалов после эксплуатации
В процессе эксплуатации металлургических агрегатов происходит существенное изменение свойств материалов футеровки вследствие температурного воздействия и взаимодействия с компонентами расплава. Знание изменения свойств позволяет:
- правильно выбрать материалы футеровки, особенно при использовании новых материалов, т.к. в многослойных футеровках они меняют условия пропитки и степень изменения свойств других материалов;
- оценить правильность конструкции футеровки, т.к. степень пропитки и изменения свойств зависят не только от качества материалов и монтажа, технологии проводимых процессов, но и от конструкции футеровки;
- выполнять более точные расчеты теплоэлектрических полей, энергетического баланса, прочности и жесткости для правильного прогнозирования работы действующих и проектируемых агрегатов.
В этом направлении специалистами центра проводятся измерения физико-механических свойств материалов футеровки после эксплуатации электролизеров с разным сроком службы. Проведение "сухой" выбойки и измерение свойств после эксплуатации необходимо для оценки качества материалов, сохранения эксплуатационных свойств и выполнения более точных прочностных расчетов и энергетического баланса металлургических агрегатов.
На измерительных комплексах ТЭП, ИК-4, ДП проводятся экспериментальные исследования:
§ удельного электрического сопротивления;
§ теплопроводности;
§ термического расширения;
§ прочности и модуля упругости;
§ остаточного натриевого расширения углеграфитовых материалов;
§ деформации ползучести.
Состояние футеровки катодного устройства электролизера для производства алюминия
Фазовый состав материалов футеровки в разных зонах после эксплуатации
|
Фазовый состав |
Подовый блок |
Фазовый состав |
Шамот |
|||
|
Центр верх |
Центр низ |
Периферия |
Центр |
Периферия |
||
|
C |
86,2 |
89,4 |
51,0 |
NaF |
9,9 |
|
|
NaF |
7,3 |
5,5 |
17,8 |
CaF2 |
14,6 |
|
|
CaF2 |
1,7 |
0,9 |
8,1 |
NaAlSi3O8 |
|
1,6 |
|
Na3AlF6 |
2,6 |
0,9 |
|
Na1,67Mg0,67Al10,33O17 |
30,5 |
|
|
NaAl11O17 |
0,8 |
2,6 |
2,6 |
Si |
13,8 |
|
|
K2Al2O4 |
1,6 |
|
|
SiO |
|
0,8 |
|
K 1.5Al11O17.25 |
|
|
5,6 |
SiO2 (Quartz) |
|
24,6 |
|
Al4C3 |
2,8 |
|
8,2 |
SiO2 (Silicon Oxide) |
|
20,2 |
|
Ca3Al2O6 |
|
|
4,1 |
SiO2 (Cristobalite) |
|
38,3 |
|
Fe2O3 |
|
|
2,6 |
Al6Si2O13 |
|
14,5 |
|
K2NaAlF6 |
|
0,7 |
|
NaAl5O8 |
31,2 |
|
В ходе исследований анализируются физико-механические свойства материалов после определенного срока службы. Результаты испытаний некоторых материалов представлены на сводных графиках.
Изменение прочности на сжатие и модуля упругости
Изменение удельного электрического сопротивления (УЭС) и теплопроводности
Изменение натриевого и термического расширения
