Файл: Новое в изготовлении и службе подин..pdf

определяли влияние чугуна, низкоуглеродистой стали, мартеновского шлака, ферросилиция, графита при нагре­ вании до 1650° С в течение 4 ч. По данным исследований, чугун и сталь способствуют увеличению содержания окислов железа с 17 до 29%, насыщению периклаза магнезиоферритом и его рекристаллизации. При дейст­ вии ферросилиция уменьшается величина кристаллов пе­ риклаза, увеличивается содержание силикатной связки и восстанавливаются окислы железа. Шлак способствует уменьшению размеров кристаллов периклаза.

Области существования составов подин в многокомпонентных диаграммах равновесного состояния

Результаты многочисленных исследований состава подин мартеновских печей [5, 12, 66] и состава отобран­ ных в разные периоды ремонта и плавки проб подин позволяет считать состав связки отработавших участков ог­ раниченным областью существования минералов 2СаСЬ

Трехкальциевый силикат наблюдается весьма редко. Так­ же редко встречается монтичеллит и ферромонтичеллит, по-видимому, в связи с образованием из этих двух мине­ ралов стекла оливинитового состава. Твердая фаза (в условиях эксплуатации) во всех случаях представле­ на магнезиовюститом.

Если не учитывать в подине некоторого количества А120 3, т о области существования связки и огнеупорной составляющей подины могут быть размещены на диаг­ рамме равновесного состояния Si02—СаО—MgO—FeO. Для простоты изложения можно пользоваться начальной буквой формулы, описывающей соединение. Тогда рас­ сматриваемая система может быть представлена следу­ ющим образом: S—С—М—F (рис. 16). При этом состав огнеупорной составляющей (магнезиовюстита) распола­ гается на прямой MgO—FeO. Область существования магнезиовюстита в равновесии с расплавом весьма об­ ширна. В сечении CS—М—F она распространяется почти до прямой CMS— CFS и граничит вблизи этой прямой с областью оливинов, образующихся в результате вза­ имного растворения магнезиальных и железистых орто­ силикатов, а также ферромонтичеллита и монтичеллита.

Пограничная поверхность раздела областей первичной кристаллизации магнезиовюстита и оливинов распрост­ раняется до пересечения с плоскостью М—S—F несколь­ ко ниже прямой F2 S —M2 S. Поверхность раздела облас­ тей первичной кристал-

CMS—CFS можно определить лишь приближенно. Тем не менее рассмотрение этой диаграммы может способ­ ствовать оценке износоустойчивости подины со связкой того или иного состава.

На рис. 17 схематически изображены области первич­ ной кристаллизации минералов или существования твер­

36

дых растворов рассматриваемого тетраэдра [3]. Некото­ рые упрощения, допущенные при изображении погранич­ ных линий и поверхностей, практически не меняют величину разграниченных ими областей. На рисунке за­ штрихована область возможных составов связок подин.

CMS

Рис. 17. Диаграмма равновесного состояния системы 2CaO-Si02—СаО- •MgO*SiC>2—СаО • FeO • S i02—СаО • S i0 2:

I — линии на плоскостях CS—CMS—CFS, CS—

C2S—CFS и C2S—CMS—CFS; / / — линии на пло­ скости C2S—CMS—CS; III — линии в объеме тет­

раэдра

Судя по температурам отдельных точек, нанесенных на диаграмму, огнеупорность связки снижается при пере­ мещении ее состава в сторону увеличения содержания

SiC>2 и особенно FeO [3].

Рассматриваемая система ограничена тремя псевдоби-

нарными системами: CMS—CFS, C2S — CMS и C2S —CFS.

Система двукальциевый силикат — ферромонтичеллит исследована при изучении системы двукальциевый сили­ кат— фаялит [3]. Диаграмма равновесного состояния этой системы свидетельствует о наличии на участке C2S —

37

F2S одного эвтектического минимума и областей твердых

растворов (рис. 18).

Система C2S-—C.MS описана А. С. Бережным [67] при рассмотрении диаграммы равновесного состояния C2S —M2S (рис. 19). В этой системе обнаружен твердый раствор монтичеллита в форстерите, распадающийся при температуре ниже 1200° С [68].

Рис. 18. Диаграмма равновесного состояния Ca2Si0 4 —-FezSiQ*

В рассматриваемом сечении (C2S —CFS—CMS) чет­ вертой диаграммы могут находиться области первичной кристаллизации двукальциевого силиката, мервинита, монтичеллита, ферромонтичеллита, а также периклаза (магнезиовюстита). Области эти не равны по величине. Наибольшей должна быть область первичной кристал­ лизации двукальциевого, силиката. Остальные минералы плавятся с разложением, поэтому область их первичной кристаллизации может в основном лежать вне рассмат­ риваемой плоскости.

Особенно это может быть отнесено к монтичеллиту. Минералогическая характеристика перечисленных мине­ ралов приведена в табл. 7.

38

СО

* Возможны замещения M g^" на Мп

to