ما هي بوابة الشريحة الحرارية؟

بوابة الشريحة الحرارية هي جهاز صمام منزلق مصنوع من مواد حرارية عالية الأداء ، وتستخدم بشكل رئيسي للتحكم في التدفق للمعادن المنصهرة عالية الحرارة (مثل الصلب المنصهر والحديد المنصهر) في صناعة المعادن. تتمثل وظيفتها الأساسية في ضبط فتحة مدخل الماء عن طريق الانزلاق ، وذلك لتحقيق فتحة وإغلاق وتدفق التدفق الدقيق لتدفق المعادن ، وهو مكون مفتاح لا غنى عنه في عملية الصب المستمرة.

الهيكل والتكوين

المكونات الأساسية:

بوابة الشريحة العلوية (لوحة متحركة): يتم توصيلها بآلية محرك الأقراص ، ويتم ضبط فتحة مدخل الماء عن طريق الانزلاق الجانبي.

بوابة الشريحة السفلية (لوحة ثابتة): مثبتة في أسفل المغرفة أو المتجول ، ورستها مع مدخل الماء.

آلية الختم: تسوية المعادن ، وسادة الختم السيراميك أو جهاز ضغط الربيع لضمان ملاءمة عن قرب بين بوابات الشرائح (الفجوة <0.1 مم) لمنع تسرب الصلب.

النظام المساعد:

جهاز محرك الأقراص: محرك هيدروليكي أو هوائي أو ميكانيكي للتحكم في حركة بوابة الشريحة.

نظام التبريد: التصميم المبرد بالمياه أو المبرد بالهواء لحماية المكونات غير المنفصلة (مثل الأسطوانات الهيدروليكية) من الإشعاع عالي الحرارة.

خصائص المواد

يعتمد أداء لوحات الشرائح الحرارية على نظام المواد الخاصة بهم ويجب أن تلبي المتطلبات الأساسية التالية:

متطلبات الأداء حلول المواد المكونات النموذجية

1. مقاومة درجات الحرارة العالية (> 1600 ℃) أكاسيد نقاط انصهار عالية (al₂o₃ ، Zro₂) و al₂o₃ المركبة الكربونية (60-80 ٪) ، C (5-15 ٪)
2. مقاومة الصدمة الحرارية الجرافيت أو كربيد السيليكون (SIC) المخازن المؤقتة الإجهاد الحراري (10-20 ٪) ، طبقة الجرافيت
3. مقاومة التآكل الكيميائي أضف Zro₂ ، si₃n₄ لمقاومة التآكل الخبث Zro₂ (15-25 ٪) ، طلاء si₃n₄
4. قوة عالية وارتداء مقاومة الضغط المتساوي + تلبيد درجة الحرارة العالية ، مسامية هيكل كثيفة <12 ٪ ، قوة الضغط> 50 ميجا باسا
5. وظائف أساسية

التحكم الدقيق للتدفق:

أ (ح): فتح المنطقة المقابلة ؛

H: رأس ضغط ثابت الصلب المنصهر)

الاستجابة الديناميكية: يمكن أن يحقق محرك الأقراص الهيدروليكي تعديلًا على مستوى المللي ثانية ، وهو مناسب للصب المستمر عالي السرعة (مثل البلاطة الرقيقة 6M / دقيقة).

ختم درجات الحرارة العالية:

يصل ضغط التلامس بين لوحات الشرائح إلى 5-20 ميجا باسكال لمنع الفولاذ المنصهر بدرجة الحرارة العالية من الاختراق.

وظيفة إغلاق الطوارئ: في حالة الفشل المفاجئ ، يتم قطع تدفق الصلب في غضون 0.5 ثانية لتجنب حوادث تسرب الصلب.

الحياة الطويلة والموثوقية:

تصميم مادة التدرج: مقاومة تآكل السطح (ZRO₂) ، مقاومة الصدمة الحرارية للطبقة الوسطى (al₂o₃-c) ، تعزيز الطبقة السفلية (الألياف المعدنية).

الحياة النموذجية: 8-12 درجات الحرارة لدرجات الصلب العادية ، 4-6 درجات الحرارة لدرجات الصلب عالية التآكل (مثل الفولاذ المقاوم للصدأ).

سيناريوهات التطبيق الصناعي

1. التحكم في التدفق الأساسي لعملية الصب المستمرة

مغرفة → Tundish:

يتم تثبيت لوحة الشريحة في الجزء السفلي من المغرفة للتحكم في معدل تدفق الصلب المنصهر التي يتم حقنها في tundish والحفاظ على استقرار مستوى السائل tundish (تقلب ± 5 مم).

tundish → بلورة:

في بعض العمليات ، يحل محل قضيب السدادة لضبط معدل تدفق الصلب المنصهر مباشرة من البلورة ويقلل من عيوب السبيكة الناتجة عن تقلب المستوى السائل.

2. التكيف مع درجات وعمليات الصلب المختلفة



إعداد المواد الخام:

مسحوق الأكسيد المختلط (al₂o₃ ، Zro₂) ، الجرافيت ، الموثق (راتنج الفينول).

صب:

الضغط المتساوي (200-300MPa) أو صب الضغط لضمان كثافة موحدة للبليت.

التلبد:

تلبد درجة الحرارة العالية (1600-1800 ℃ ، 10-24 ساعة) في جو تقليل لتشكيل بنية مركبة كثيفة الخزفية.

ما بعد المعالجة:

طحن الدقة (خشونة السطح <1.6μm) ، الطلاء (مثل طبقة مكافحة أكسدة SIC).

الاتجاهات التكنولوجية والاتجاهات المستقبلية

نظام لوح التزلج الذكي:

أجهزة الاستشعار المدمجة: المراقبة في الوقت الفعلي لدرجة حرارة لوح التزلج وارتداءها ، ونقل البيانات من خلال إنترنت الأشياء (IoT).

الصيانة التنبؤية لمنظمة العفو الدولية: توقع الحياة بناءً على البيانات التاريخية وتحسين دورة الاستبدال (مثل التحذير عندما يتم ترك 10 ٪ من العمر).

ابتكار المواد الخضراء:

لوح التزلج الخالي من الكربون: قم بتطوير نظام MGO-CAO-Zro₂ لتقليل استخدام الجرافيت وتقليل انبعاثات الكربون.

التصميم القابل لإعادة التدوير: بنية معيارية لتحقيق فصل مواد التزلج وإعادة التدوير (مثل فصل المكون السيراميك والمعادن).

اختراق في ظروف العمل المتطرفة:

صهر سبيكة درجات الحرارة المرتفعة: استخدم y₂o₃ لتحقيق الاستقرار في لوح التزلج Zro₂ ، وتحمل البيئة> 1800 ℃ (مثل صب سبيكة التيتانيوم المستمر).

محرك المساعدة الكهرومغناطيسية: الجمع بين القوة الكهرومغناطيسية الاستجابة السريعة والدفع الهيدروليكي العالي لتحسين دقة التعديل.

تعد Ladle Inristractory هي الأساسية المستهلكة في عملية صناعة الصلب ، ويؤثر أدائها بشكل مباشر على جودة الصلب المنصهر وسلامة الإنتاج والتكلفة. بالمقارنة مع الحراريات الغذائية ، تحتاج مادة المغرفة إلى تحمل وقت إقامة الصلب المنصهر أطول ، وتفاعل أكثر تعقيدًا من الفولاذ الخبث والحمل الميكانيكي الأعلى.