Wat is vuurvaste materiaal?

Lapvaste materiale is sleutelmateriaal wat in die staalvervaardigingsproses gebruik word om die lapvoering te beskerm en die erosie van gesmelte staal en slak met 'n hoë temperatuur te weerstaan. As die hoofhouer vir die hou en vervoer van gesmelte staal (vanaf die omskakelaar / elektriese oond na deurlopende gietvorming), moet die vuurvaste materiale van die loon stabiel bly onder ekstreme termodinamiese en chemiese toestande, terwyl dit aanpas by die gereelde gesmelte staalimpak, temperatuurveranderinge en gewelddadige reaksies by die skak-staal-koppelvlak. Die volgende is die sleutelkomponente, prestasievereistes en tegniese uitdagings van die vuurvaste materiale:

Wat is vuurvaste materiale?

Lapvaste materiale bestaan ​​hoofsaaklik uit lapvoering en die vuurvaste funksionele produkte. Die interne vuurvaste materiale moet ekstreme toestande soos skuur, chemiese erosie en termiese skok van gesmelte staal met 'n hoë temperatuur weerstaan.

Lapvoering word gewoonlik in die volgende dele verdeel volgens verskillende gebiede in kontak met gesmelte staal en funksionele vereistes:

Permanente laag (veiligheidslaag):

Materiaal: liggewig isolasie -stene of lae termiese geleidingsvermoë (soos klei).

Funksie: Termiese isolasie, verminder die temperatuur van die lapskaal en verminder die hitteverlies.

Werklaag (direkte kontak met gesmelte staal en slak):

Slak lynarea:

Materiaal: Magnesia-koolstofbak (MGO-C, wat 10% ~ 20% grafiet bevat).

Kenmerke: Hoë weerstand teen slak erosie (veral teen alkaliese slak), grafiet bied termiese skokweerstand en smeer.

Muurarea:

Materiaal: Aluminium magnesium-koolstofsteen (al₂o₃-MgO-C) of hoë aluminium gegooi (al₂o₃≥80%).
Kenmerke: Balansweerstand teen gesmelte staalerosie en koste, geskik vir nie-slap lynareas.

Onderste area:

Materiaal: hoë aluminium baksteen of corundum gegooi (al₂o₃≥90%).
Kenmerke: Hoë meganiese sterkte, weerstand teen gesmelte staal statiese druk en impakdrag.

Funksionele komponente:

Firstoriese skuifhek:

Materiaal: Aluminium-sirkonium-koolstofkomposisie (Al₂o₃-zro₂-C) of magnesiumkoolstof (MgO-C).

Funksie: Beheer die vloei van gesmelte staal akkuraat en moet die erosie van die hoë temperatuur en termiese skok weerstaan.

Suiweringsprop:

Materiaal: Corundum-Spinel (Al₂o₃-Mgal₂o₄) of magnesium (MgO).

Funksie: roer die gesmelte staal deur argon / stikstof, eenvormige temperatuur en samestelling te blaas, hoë deurlaatbaarheid en anti-permeabiliteit is nodig.

Wel blok:

Materiaal: Hoë aluminium of magnesium koolstof.

Funksie: Maak die hek vas en weerstaan ​​die meganiese impak van gesmelte staalvloei.

Prestasievereistes van refraktiewe materiale

• Slag-erosie-weerstand: die slaklynarea van die bakkie moet weerstand bied teen die chemiese erosie van 'n slak met 'n hoë basisiteit (Cao / sio₂> 2).
• Termiese skokweerstand: die temperatuur wissel baie tydens die omset van die loon (soos om 'n leë spier van 1600 ° C tot kamertemperatuur af te koel), en die materiaal moet vermy om te kraak.
• Hoë temperatuursterkte: weerstaan ​​die statiese druk van gesmelte staal (soos die onderste druk van 'n 200 ton-lap bereik ~ 0,3MPa) en meganiese skok.
• Lae besoedeling: Vermy onsuiwerhede in vuurvaste materiale (soos SiO₂) om met gesmelte staal te reageer en die suiwerheid van staal te beïnvloed.

Evolusie en uitdagings van materiële tegnologie

Optimalisering van Magnesia -koolstofstene

Tradisionele Magnesia -koolstofstene: vertrou op grafiet om termiese skokweerstand te verbeter, maar grafiet kan maklik geoksideer word (antioksidante soos AL en SI moet bygevoeg word).

Lae koolzonisasie-neiging: Ontwikkel lae-koolstof-magnesia-koolstofstene (grafietinhoud <8%), vervang 'n deel van die grafiet met nanokoolstof (soos koolstof swart) of in-situ-gegenereerde koolstofstruktuur (soos harskarbonisasie) om oksidasierisiko te verminder.

Omgewingsbeskerming en chroomvry

Chroombesoedelingsprobleem: Tradisionele magnesia-chroom bakstene (Mgo-cr₂o₃) is beperk as gevolg van die karsinogenisiteit van CR⁶⁺.

Alternatiewe oplossing: Gebruik spinel (Mgal₂o₄) of magnesium-kalsium (MgO-CAO) materiale, wat beide slak-weerstandig en omgewingsvriendelik is.

Uitbreiding van gegote toepassing

Integrale beslissende tegnologie: Gebruik aluminium-magnesie of spinel Castables om tradisionele baksteenwerk te vervang, gewrigserosie te verminder en lewensduur te verleng.

Self-nivellerende rolverdeling: Vibrasievrye konstruksie word bewerkstellig deur deeltjiegrootte-optimalisering, wat arbeidskoste verlaag.

Tipiese mislukkingsmodusse van die vuurvaste materiale

Slaglyn-erosie: slakindringing veroorsaak die vorming van lae-smeltpuntfases (soos CaO-MgO-SIO₂-stelsel) op die oppervlak van magnesië-koolstofstene, en die struktuur skuil af.

Termiese spanningsspal: gereelde temperatuurveranderinge veroorsaak die uitbreiding van mikrokrake in die materiaal, en uiteindelik die gelaagde vergieting.

Blokkering van lugstene: Insluitings in gesmelte staal (soos Al₂o₃) word in die luggate neergesit, wat die argonblaas -effek beïnvloed.

Toediening van lochle refraktory materiale:

Skoon staalsmelting: Gebruik hoë-suiwerheid Corund-lugstene (Al₂o₃> 99%) om die bekendstelling van onsuiwerhede te verminder.

Langlewe-ontwerp: optimaliseer koste en lewe deur gradiëntstruktuur (soos magnesium-koolstofstene in die slaklynarea en aluminium-magnesium-rolverdeling vir die kleedmuur).

Intelligente monitering: Gebruik infrarooi termiese beeldmateriaal of akoestiese emissiestegnologie om die erosiestatus van die lapvoering in reële tyd te monitor.

Lapvaste materiale is die kernverbruiksgoed in die staalvervaardigingsproses, en die werkverrigting daarvan beïnvloed direk die kwaliteit van gesmelte staal, produksieveiligheid en koste. In vergelyking met tundish-vuurvaste materiale, moet gietmateriaal langer gesmelte staal-verblyftyd, meer ingewikkelde slak-staalreaksies en hoër meganiese vragte weerstaan. Toekomstige ontwikkelingsaanwysings sluit in lae-koolstof- en omgewingsvriendelike materiale, langlewe-ontwerp en intelligente onderhoudstegnologie. Byvoorbeeld, die toepassing van magnesium-kalsiummateriaal en koolstofvrye rolverdeling kan nie net die weerstand teen slak verbeter nie, maar ook aan die vereistes van groenvervaardiging voldoen.