温度梯度对氧化锆质定径水口损毁的诱导作用

doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2021.01.006

耐火材料 ›› 2021, Vol. 55 ›› Issue (1): 26-29.DOI: 10.3969/j.issn.1001-1935.2021.01.006

温度梯度对氧化锆质定径水口损毁的诱导作用

姚爽¹^,²⁾(), 赵亮¹^,²⁾(), 薛群虎²⁾, 徐亮³⁾, 李翔⁴⁾

1)长江师范学院土木建筑工程学院重庆 408100
2)西安建筑科技大学材料科学与工程学院陕西西安 710055
3)浙江自立高温科技股份有限公司浙江上虞 312300
4)青岛赛莱欧高温陶瓷有限公司山东青岛 266000

收稿日期:2020-05-12 出版日期:2021-02-15 发布日期:2021-02-15
通讯作者: 赵亮,男,1987年生,博士,讲师。E-mail: zhaoliang@yzun.edu.cn
作者简介:姚爽:女,1989年生,硕士,工程师。E-mail: yaoshuang@yzun.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金面上项目(51372193);重庆市教委科学技术研究项目(KJQN201901412)

Inducing effect of temperature gradient on damage of zirconia metering nozzles

Yao Shuang¹^,²⁾(), Zhao Liang¹^,²⁾(), Xue Qunhu²⁾, Xu Liang³⁾, Li Xiang⁴⁾

1)School of Civil and Architectural Engineering,Yangtze Normal University,Chongqing 408100,China

Received:2020-05-12 Online:2021-02-15 Published:2021-02-15
Contact: Zhao Liang

摘要/Abstract

摘要：

通过XRD和SEM对1 300、1 410和1 540 ℃保温5 h热处理后氧化锆质定径水口的相组成和显微结构进行表征,研究温度梯度对水口损毁的影响。结果表明:定径水口原样分别在1 300、1 410和1 540 ℃保温5 h后水淬冷却,试样中的c-ZrO₂、m-ZrO₂相含量和晶粒尺寸均发生了显著变化。随着热处理温度的提高,c-ZrO₂相含量增加,m-ZrO₂相含量减少,晶粒尺寸增大,说明连铸过程中定径水口产生的温度梯度会对其相组成和显微结构产生影响,并通过与钢渣侵蚀的协同作用,诱导定径水口损毁加速,从而降低其性能和使用寿命。

关键词: 温度梯度, 相组成, 显微结构, 损毁机制

Abstract:

The zirconia metering nozzle samples heat-treated at 1 300 ℃,1 410 ℃,and 1 540 ℃ for 5 h were analyzed by XRD and SEM to investigate the phase composition and microstructure for studying the effect of the temperature gradient on the damage mechanism of zirconia metering nozzles.The results show that when the samples heat treated at 1 300 ℃,1 410 ℃,and 1 540 ℃ for 5 h are water quenched,the c-ZrO₂ and m-ZrO₂ contents as well as the grain size change significantly.With the increasing heat treatment temperature,the c-ZrO₂ content increases,the m-ZrO₂ content reduces,and the grain size increases,which means that the temperature gradient during continuous casting of metering nozzles will affect the phase composition and the microstructure.In combination of the steel slag corrosion,the damage of metering nozzles will be accelerated,thereby reducing the performance and the service life.

Key words: temperature gradient, phase composition, microstructure, damage mechanism

中图分类号:

TQ175

姚爽, 赵亮, 薛群虎, 徐亮, 李翔. 温度梯度对氧化锆质定径水口损毁的诱导作用[J]. 耐火材料, 2021, 55(1): 26-29.

Yao Shuang, Zhao Liang, Xue Qunhu, Xu Liang, Li Xiang. Inducing effect of temperature gradient on damage of zirconia metering nozzles[J]. Refractories, 2021, 55(1): 26-29.

图/表 6

表1 氧化锆质定径水口的化学组成

Table 1 Chemical composition of ZrO2 metering nozzle

试样编号	w/%
试样编号	ZrO₂	MgO	CaO	Y₂O₃	SiO₂	Al₂O₃	TiO₂
试样A	96.42	2.49	0.11	0.13	0.44	0.30	0.11
试样B	95.59	2.22	0.14	0.86	0.80	0.22	0.17

表2 氧化锆质定径水口的物理性能

Table 2 Physical properties of ZrO2 metering nozzle

项目	试样A	试样B
体积密度/(g·cm^-3)	5.08	5.28
显气孔率/%	5.76	5.53
耐压强度/MPa	502	536

图1 经不同温度处理后试样A和B的XRD图谱

Fig.1 XRD patterns of the samples A and B heat-treated at different temperatures

图2 试样中单斜相和立方相的体积分数

Fig.2 Volume fractions of monoclinic and cubic zirconia phases in samples

图3 各试样的SEM照片

Fig.3 SEM photos of samples

图4 协同作用示意图

Fig.4 Schematic of comprehensive action

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Inducing effect of temperature gradient on damage of zirconia metering nozzles

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