Внутриструктурное температурное напряжение – основной фактор разрушения огнеупоров металлургических печей

  • А. Х. Акишев Combustion Problems Institute
  • С. М. Фоменко Combustion Problems Institute
  • C. Төлендіұлы Combustion Problems Institute
  • Д. Т. Қашқынбай Satbayev University
  • Н. Т. Рахым Combustion Problems Institute
Ключевые слова: Удельный тепловой поток, периклазовый огнеупор, термическое напряжение, структура огнеупора.

Аннотация

Работа посвящена изучению возникающих температурных напряжений при
градиенте температур при воздействии тепловых потоков на огнеупорные
материалы. На разработанной экспериментальной установке исследованы микро- и макроуровневые структурные процессы, происходящие в мате- риале. В работе исследовано воздействие тепловых импульсных потоков в периклазовых огнеупорах на возникновение векторных напряжений в при- брежных слоях от рабочей поверхности и внутренних структурных элементах. Макро- и микроструктурные исследования показали, что интенсивные тепловые потоки и возникающие температурные напряжения способствует образованию структурных дефектов и разрыву межкристаллических связей. Температурные напряжения и переменные нагрузки, возникающие во время этого процесса, образуют сложные элементы структуры в материале в виде разноразмерных блоков, разделенных порами.
Приведены результаты электронно-микроскопических исследований структурных и фазовых изменений при воздействии тепловых импульсных потоков. Показано послойное изменение внутренней структуры и фазового состава при температурах от 500 до 1500 °С и скорости нагрева в интервале от 5 до 45 °С/мин. Изменение фазового состава в межкристаллических и межзерновых контактах материала накладывается на  термонапряжения, возникающие при знакопеременных нагрузках, которое может снижать напряжения или их увеличивать в зависимости от температуры. Установлено, что изменение температурных напряжений зависит от фазовых изменений при тепловом воздействии на огнеупор.

Литература

[1]. Кащеев И.Д. Химическая технология огнеупоров. – М.: Интернет инжиниринг. – 252 с. (2007).
[2]. Стрелов К.К. Теоретические основы технологии огнеупорных материалов. - М.: Металлургия, – 606 с. (1996).
[3]. Григорьев С.Н., Кузин В.В., Буртон Д., Батько Н Д. Влияние тепловых нагрузок на напряженно-деформированное состояние режущих пластин из керамики на основе оксида алюминия. // Вестник машиностроения. – C.68-71 (2012).
[4]. Sayel M.F, Ghazi S.A, Suleiman, Q.A. Improvement of the Refractoriness under Load of Fire-Clay Refractory Bricks // Adv. Theor. Appl. Mech. – V.5 (4), - P.161-172 (2012).
[5]. Григорьев С.Н. Влияние свойств керамики на напряженно-деформированное состояние режущей пластины в условиях установившейся теплопроводности. // Вестник машиностроения. - №4. - C.76-80 (2012).
[6]. Olokode O.S, Aiyedun P.O., Raheem D.M, Owoeyeè F.T, Anyanwu B.U. Production and Characterization of Clay Cow Dung Insulating Fire – bricks // Global Advanced Research Journal of Engineering, Technology and Innovation. – V.1 (7), - P.162-167 (2012).
[7]. Перепелицын В.А., Остряков Л.В., Острякова И.В. Генезис трещин в огнеупорах // Новые огнеупоры. - N3. - С.17-18 (2015).
[8]. Osarenmwinda J.O., Chukwuemeka P. Performance Evaluation of Refractory Bricks produced from locally sourced Clay Materials // Appl. Sci. Environ. Manage. - V.18, №2, - P.151-157 (2014).
Опубликован
2019-06-05
Раздел
Статьи