Какво е огнеупорна дюза?

Името на огнеупорната дюза идва от функцията му - думата "дюза" ярко описва ролята си на канал за стопяване, докато "рефрактор" подчертава своята издръжливост в високотемпературни среди. Според специфичната му употреба, огнеупорни дюзи могат да бъдат разделени на много видове, като горни дюзи, долни дюзи, колекторни дюзи, потопени входни дюзи (SEN) и др. Всеки тип има разлики в структурата и материалите, за да отговаря на различни изисквания на процеса.

Какво е огнеупорна дюза?

Огнеупорната дюза е рефрактерен материал от материали, използван за високотемпературен разтопен метал (като разтопена стомана, разтопено желязо) или неметален контрол на потока на стопилката, обикновено инсталиран в изхода или плъзгаща се система на металургично оборудване (като черпак, конвертор, тундиш).

Той гарантира стабилността и безопасността на процеса на топене и леене чрез точно контролиране на дебита, дебит и посока на потока на стопилката. Огнеупорни дюзи не само трябва да издържат на екстремни високи температури (обикновено над 1500 ° С), но и трябва да устоят на химическа ерозия, механично претърсване и увреждане на топлинния удар от стопилката и шлаката.

Композиция и материали с огнеупорни дюзи

Изпълнението на огнеупорни дюзи зависи директно от техния избор на материал и структурен дизайн. По -долу са неговите основни компоненти и материални характеристики:

1. Основни материали

Като основен компонент се използва алуминиев въглерод (Al₂o₃-C): Алуминиев оксид с висока чист (Al₂o₃) и въглеродните материали (като графит) се добавят за подобряване на устойчивостта на термична удара и устойчивост на ерозия. Алуминиевите въглеродни дюзи се използват широко в черпаците и тундерите и са подходящи за леене на обикновена въглеродна стомана.
Алуминиев циркониев въглерод (Al₂o₃-Zro₂-C): Циркониевият оксид (Zro₂) се добавя към алуминиевия въглерод, за да се подобри устойчивостта на ерозия с висока температура и термичен шок и е подходящ за висока манганска стомана или други специални стоманени степени.
Висока алуминиев: С висок алуминиев боксит като основна суровина, той е подходящ за поводи с ниско средство или обикновен леене на въглеродна стомана и има ниска цена.
Магнезиево-въглерод (MGO-C): С магнезиев оксид (MGO) като матрица се добавят въглеродни материали, подходящи за средна среда с висока алкалност или специални стоманени степени.
Фузиран кварц: Използва се за леене на някои сплави с нисковъглеродна или безоренна сплави, той има добра устойчивост на термичен удар, но слаба устойчивост на ерозия.
Композитни материали: като композитни дюзи с ядро ​​на циркониев оксид и външен слой с висок алуминий, комбинирайки предимствата на различните материали за оптимизиране на работата.

2. Структурен дизайн

Огнеупорни дюзиобикновено са цилиндрични или конични, с прецизни канали на потока вътре (блендата обикновено е 10-100 mm) за контрол на дебита на стопилката. Някои дюзи (като потапящи дюзи) са проектирани със специални форми, като странични дупки или елиптични изходи, за да се оптимизира разпределението на полето на потока на разтопена стомана в кристализатора. Външният слой може да бъде покрит с метален ръкав (като железен ръкав), за да се подобри механичната якост и да се предотврати напукване на термичен удар.

3. Функционални добавки

За да се подобри производителността, често се добавят следните добавки към огнеупорни дюзи:

Антиоксиданти: като силиций (SI) и алуминиеви (AL) прахове, за да се предотврати окисляването на въглеродните материали при високи температури.

Стабилизатори: като оксиди като калций (CAO) и магнезий (MGO), за да се подобри устойчивостта на термичен удар и устойчивост на ерозия.

Свързващи вещества: като смоли и асфалт, за да се подобри якостта на формоване и стабилността на високотемпературата.

Функции на огнеупорни дюзи

Огнеупорни дюзи изпълняват множество ключови функции при високотемпературни металургични процеси:

1. Контрол на потока

Огнеупорни дюзи точно контролират дебита и потока на стопилката през размера и формата на техните канали за вътрешен поток. Например, в процеса на непрекъснато леене, потопената дюза си сътрудничи със системата за плъзгащи се дюзи, за да регулира скоростта, с която разтопената стомана навлиза в кристализатора, за да избегне дефекти, причинени от твърде бързи или твърде бавни.

2. Защитете стопилката

Потопената дюза влиза дълбоко в кристализатора, за да предотврати излагането на разтопената стомана на въздуха, да намали образуването на окисляване и включване и да подобри качеството на заготовката. В допълнение, плавният дизайн на вътрешната стена на дюзата може да намали турбулентността в потока на стопилката и да намали риска от включване на шлака.

3. Висока температура и ерозия устойчивост

TheОгнеупорна дюзатрябва да издържа на въздействието на разтопена стомана или шлака при 1500-1700 ° C. Високата рефракторност и ерозионната устойчивост на материала гарантират, че той остава стабилен по време на множество отливки и удължава експлоатационния си живот.

4. Стабилност на термичния шок

Когато черпакът е заменен или кастингът се стартира и спря, дюзата ще изпита рязко промяна на температурата. Висококачествените огнеупорни дюзи намаляват риска от напукване на термичен удар чрез оптимизиране на формулировката на материала и структурния дизайн.

5. Предотвратяване на запушване

За стомана с висока алуминиева стомана или калциев стомана, в разтопената стомана могат да се генерират алуминиеви включвания, причинявайки запушване на дюзата. Огнеупорните дюзи често използват анти-адхезионни материали (като композитни материали, съдържащи CAO), за да предотвратят запушване чрез генериране на ниско разтопяващи се вещества (като CAO · al₂o₃).

Приложни полета на огнеупорни дюзи

Огнеупорни дюзи се използват широко в следните полета:

1. Металургия на желязо и стомана

Ladle: Горните и долните дюзи се използват в долната част на черпака и си сътрудничат със системата за плъзгащи се дюзи, за да се контролира потока от разтопена стомана към тундша.
TUNDISH: Колекционната дюза и потопената дюза се използват за прехвърляне на разтопена стомана от тунда в кристализатора, за да се оптимизира процеса на непрекъснато леене.
Преобразувател и електрическа пещ: Огнеупорни дюзи се използват за стоманен изход, за да издържат на ерозията на високотемпературното разтопено желязо и шлаката.

2. Недопадна метална топене

При топенето на невъоръжени метали като алуминий, мед и магнезий се използват огнеупорни дюзи за предаване на стопилка и леене, като например ръководни дюзи в леене на алуминиева сплав.

3. Стъклена и керамична индустрия

Огнеупорни дюзи се използват за контрол на потока на високотемпературни стъкло или керамични стопилки и трябва да имат изключително висока устойчивост на корозия и стабилност на размерите.

4. Други високотемпературни индустрии

Като изгаряния за боклук, химически високотемпературни реактори и др., Огнеупорни дюзи се използват за контрол на изпускането или предаването на високотемпературни течности.

Производствен процес на огнеупорни дюзи

Производството на огнеупорни дюзи включва много сложни процеси, за да се гарантира, че тяхното изпълнение отговаря на индустриалните стандарти:

1. Избор на суровини и съставки
Изберете алуминиев оксид с висока чист, циркониев оксид, графит и други суровини и строго контролирайте съдържанието на примес. Добавете антиоксиданти, свързващи вещества и т.н. Според съотношението на формулата и смесете равномерно.

2. Формоване
Използвайте изостатично натискане или технология за формоване с високо налягане, за да гарантирате, че структурата на дюзите е плътна и каналът на потока е прецизен. Някои дюзи (като потапящи дюзи) трябва да се образуват в сложни форми чрез прецизни форми.

3. Посещаване
Посещаването при висока температура (1400-1800 ° С) в без кислород или защитна атмосфера (като азот) повишава здравината на материала и устойчивостта на термичен удар. Някои продукти използват вторично синтероване или топлинна обработка, за да оптимизират по -нататъшно производителност.

4. Повърхностна обработка
Поливайте канала на потока или нанесете анти-адхезивен слой (като Zro₂ покритие), за да подобрите устойчивостта на корозия и течността. Външният слой може да бъде покрит с метална ръкав или лечение с антиокситиране.

5. Проверка на качеството
Порьозността, пукнатините и точността на размерите на дюзата се проверяват чрез неразрушителни методи за тестване като рентгенови лъчи и ултразвук. Огнеупорната ефективност и ерозионната устойчивост се проверяват чрез лабораторни симулационни тестове.

Предимства на огнеупорни дюзи

Широкото прилагане на огнеупорни дюзи във високотемпературни индустрии произтича от следващите й предимства:

Висока издръжливост: Висококачествените материали и процеси гарантират, че дюзите могат да се използват дълго време в екстремни среди, а единичният живот може да достигне няколко часа до няколко дни.
Прецизно управление: Точността на дизайна на канала на потока гарантира стабилността на потока на стопилката и подобрява качеството на продукта.
Ерозионна устойчивост: тя има силна устойчивост на химическа ерозия и механична ерозия на разтопена стомана и шлака, намалявайки разходите за поддръжка.
Стабилност на термичния шок: Оптимизираната формула на материала намалява риска от напукване на термичен шок и се адаптира към изискванията на процеса на чести начални спирки.
Диверсифициран дизайн: дюзи от различни видове и спецификации отговарят на различни изисквания на процеса и имат широк спектър от сценарии на приложение.

Като основен компонент на високотемпературната индустрия, огнеупорна дюза интегрира множество функции като устойчивост на висока температура, устойчивост на корозия и контрол на потока. Това е незаменим „задкулисен герой“ в металургията на желязото и стоманата, невъоръженото метално топене и други индустрии.