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鋼包的熱力學(xué)模型，用周期性的同質(zhì)材料對(duì)耐火材料進(jìn)行分析
在煉鋼行業(yè)或者許多涉及金屬熔鑄加工行業(yè)，冶金容器是使用耐火磚砌成的，有的會(huì)使用灰泥涂抹，有的不會(huì)。這些耐火砌體可以有不同的設(shè)計(jì)（例如平行或徑向的底襯），有著不同的接合厚度。那么關(guān)于如何設(shè)計(jì)襯里就是個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題，因?yàn)榇u或接合處的大量接口使得整體來(lái)看兩者間有著很大的計(jì)算問(wèn)題。為了比較不同設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)間的最大應(yīng)力影響，干燥接縫的磚石建筑模型可以有效的考量接口閉合的可能性。
其中一種方法是用一種周期均化法來(lái)測(cè)定了這類(lèi)等價(jià)材料的熱力學(xué)性質(zhì)。這種方法是基于溫度和同一時(shí)間關(guān)節(jié)的狀態(tài)（從兩個(gè)方向開(kāi)或關(guān)）。可以使用該模型來(lái)模擬完成鋼包的有限元計(jì)算問(wèn)題，并且可以把溫度，絕緣，安全和砌體襯里的工作情況都考慮進(jìn)去。該模型可以延伸以下參數(shù)：第一，接頭是否存在；第二接縫的厚度；第三磚石設(shè)計(jì)。
多用途的尖晶石添加劑可以改進(jìn)鋼包爐中的鎂碳磚性能
碳結(jié)合的鎂質(zhì)和鎂鋁質(zhì)磚被用于鋼包側(cè)壁和底部有超過(guò)30年的歷史。這些磚可以抵御腐蝕性的鋼或鋼渣，溫度范圍在1600-1750℃，也可以提供良好的抗熱震性能。在使用或者預(yù)燒結(jié)過(guò)程中，氧化鋁能夠和鎂砂反應(yīng)生成尖晶石。為了改善熱機(jī)械性能和化學(xué)性能，在尖晶石材料中加入富鋁尖晶石和高活性尖晶石添加劑或熟料是更好的組合。
在尖晶石形成階段的物理，熱力學(xué)性能和耐腐蝕性能方面，主要是根據(jù)重力恢復(fù)與內(nèi)部大小，化學(xué)性能和添加的原材料數(shù)量。為了表明和反應(yīng)尖晶石對(duì)材料性能的影響，碳化溫度必須高于1000℃。
兩種粗細(xì)顆粒不同的鎂鋁尖晶石的預(yù)反應(yīng)不同。將粗，細(xì)顆粒的鎂鋁尖晶石原材料加入普通的鎂碳（碳化后，約3%的碳），并且在1000-1400℃下碳化，結(jié)果是可以在預(yù)反應(yīng)和在鋼包中形成尖晶石的過(guò)程中改進(jìn)氧化鎂-鎂鋁-碳樣品性能。通過(guò)冷壓強(qiáng)度，熱振阻，顯微組織和相位成分等分析提高材料性能。
鎂質(zhì)-硅-氫氧化物（M-S-H）在鎂質(zhì)澆注料鑄造中形成階段需被增強(qiáng)
鎂質(zhì)-硅-氫氧化物（M-S-H）被認(rèn)為是鎂質(zhì)材料的理想結(jié)合階段，是因?yàn)槠浣Y(jié)合強(qiáng)度大，而且在較大的溫度范圍逐漸脫水。目前有實(shí)驗(yàn)表明，通過(guò)硅酸鈉溶液和不同精細(xì)度的鎂砂加入到硅鎂水合物中的影響不同。采用X射線，紅外光譜和掃描電鏡觀測(cè)加入后的鎂質(zhì)澆注料，發(fā)現(xiàn)M-S-H產(chǎn)品在氧化鎂-二氧化硅-水系統(tǒng)中，和在硅酸鈉和氧化鎂的存在下，固化時(shí)間增加。再者，混合添加劑可以提高冷破碎強(qiáng)度和鎂質(zhì)澆注料冷斷裂模數(shù)。這一改進(jìn)要?dú)w功于M-S-H粘合階段的增強(qiáng)表現(xiàn)，此外，還能提高鎂砂的耐爆炸性。
耐火材料供應(yīng)商和鋼鐵廠使用耐火材料之間的橋梁是真正的使用價(jià)值
塔塔鋼鐵公司為鋼包開(kāi)發(fā)了一種內(nèi)部?jī)r(jià)值使用模型。該模型可以非常有效的計(jì)算和預(yù)測(cè)耐火材料的變化，以及所有成本和效益。該模型還有助于全面了解修改后對(duì)于財(cái)務(wù)情況的影響。經(jīng)過(guò)幾年使用該模型后，發(fā)現(xiàn)可以提高鋼包的使用壽命和其能力，還可以提高安全性，降低整體耐火材料和能源的消耗。
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