Què és el material refractari de Ladle?

Els materials refractaris de la cullera són materials clau utilitzats en el procés de fabricació d'acer per protegir el revestiment de la cullera i suportar l'erosió de l'acer i l'escòria fosca d'alta temperatura. Com a contenidor principal per a la retenció i el transport d’acer fos (des del convertidor / el forn elèctric fins a la fosa contínua tundish), els materials refractaris de la cullera han de romandre estables sota condicions termodinàmiques i químiques extremes, mentre s’adapten a l’impacte d’acer fos freqüent, els canvis de temperatura i les reaccions violentes a la interfície d’escòria. A continuació, es mostren els components clau, els requisits de rendiment i els reptes tècnics dels materials refractaris de Ladle:

Què són els materials refractaris de Ladle?

Els materials refractaris de cullera es componen principalment de productes funcionals de folre de cullera i de carrega. Els seus materials refractaris interns han de suportar condicions extremes com ara el flagell, l’erosió química i el xoc tèrmic de l’acer fos de gran temperatura.

El revestiment de la cullera es divideix generalment en les parts següents segons diferents àrees en contacte amb els requisits funcionals d’acer fos i:

Capa permanent (capa de seguretat):

Material: maons d’aïllament lleugers o castibles de baixa conductivitat tèrmica (com l’argila).

Funció: aïllament tèrmic, reduint la temperatura de la closca de cullera i reduint la pèrdua de calor.

Capa de treball (contacte directe amb acer i escòria fos):

Àrea de la línia d’escòria:

Material: maó de carboni de magnesia (MGO-C, que conté un 10% ~ 20% de grafit).

Característiques: Alta resistència a l'erosió de l'escòria (sobretot contra l'escòria alcalina), el grafit proporciona resistència i lubricitat de xoc tèrmic.

Zona de paret:

Material: maó de carboni de magnesi d'alumini (Al₂o₃-MGO-C) o elevat alumini casellable (al₂o₃≥80%).
CARACTERÍSTIQUES: Balança la resistència a l'erosió i el cost d'acer fos, adequats per a zones de línia no estadals.

Àrea inferior:

Material: maó elevat d’alumini o corundum casellable (al₂o₃≥90%).
Característiques: alta resistència mecànica, resistència a la pressió estàtica d'acer fos i desgast d'impacte.

Components funcionals:

Porta corredissa refractària:

Material: compost de carboni de zirconi d'alumini (Al₂o₃-Zro₂-C) o carboni de magnesi (MGO-C).

Funció: Controleu amb precisió el flux d'acer fos i necessiteu resistir l'erosió a alta temperatura i el xoc tèrmic.

Plendador de purga:

Material: corundum-spinel (al₂o₃-mgal₂o₄) o magnesi (MGO).

Funció: Agiteu l’acer fos bufant l’argó / nitrogen, la temperatura i la composició uniformes, la permeabilitat i la anti-permeabilitat.

Bé bloc:

Material: carboni alt alumini o magnesi.

Funció: fixeu la porta i resistiu l'impacte mecànic del flux d'acer fos.

Requisits de rendiment dels materials refractaris de Ladle

• Resistència a l'erosió de l'escòria: L'àrea de la línia de l'escòria de la cullera ha de resistir l'erosió química de l'escòria d'alta base (CAO / SiO₂> 2).
• Resistència al xoc tèrmic: la temperatura fluctua molt durant la facturació de la cullera (com ara refredar una cullera buida de 1600 ° C a temperatura ambient) i el material ha d’evitar l’esquerda.
• Força de temperatura alta: resisteix la pressió estàtica de l’acer fos (com la pressió inferior d’un cullerat de 200 tones arriba a ~ 0,3MPa) i xoc mecànic.
• Baixa contaminació: Eviteu les impureses en materials refractaris (com sio₂) de reaccionar amb acer fos i afectar la puresa de l’acer.

Evolució i reptes de la tecnologia material

Optimització de maons de carboni magnesi

Bricks tradicionals de carboni de magnesi: es basa en el grafit per millorar la resistència al xoc tèrmic, però el grafit s’oxida fàcilment (cal afegir antioxidants com Al i Si).

Baixa tendència de carbonització: Desenvolupar maons de carboni de magnesi baixa en carboni (contingut de grafit <8%), substituïu part del grafit per nanocarboni (com el negre de carboni) o l'estructura de carboni generada in situ (com la carbonització de resina) per reduir el risc d'oxidació.

Protecció ambiental i lliure de crom

Problema de contaminació per crom: els maons tradicionals de magnesi-crom (MGO-cr₂o₃) estan restringits a causa de la carcinogenicitat de Cr⁶⁺.

Solució alternativa: utilitzeu materials spinel (mgal₂o₄) o magnesi-calcium (MGO-CAO), que són resistents a les escòries i respectuosos amb el medi ambient.

Extensió de l'aplicació Castable

Tecnologia de colada integral: utilitzeu castables d’alumina o spinel per substituir els maons tradicionals, reduir l’erosió conjunta i ampliar la vida útil.

Partables autònoms: la construcció lliure de vibracions s’aconsegueix mitjançant l’optimització de la mida de les partícules, reduint els costos laborals.

Modes de fallada típiques de materials refractaris de cullera

Erosió de la línia de l'escòria: la penetració de l'escòria provoca la formació de fases de baix punt de fusió (com el sistema CAO-MGO-SIO₂) a la superfície dels maons de la magnesia-carboni i l'estructura es desprèn.

Estrès tèrmic: els canvis de temperatura freqüents provoquen l'expansió de les microcracks dins del material i, eventualment, el vessament en capes.

El bloqueig de maons aeris: es dipositen les inclusions en acer fos (com Al₂o₃) als forats de l'aire, afectant l'efecte de bufatge de l'argó.

Aplicació de materials refractaris de Ladle:

Fosa d’acer net: utilitzeu maons d’aire de corundum d’alta puresa (Al₂o₃> 99%) per reduir la introducció d’impureses.

Disseny de llarga vida: optimitzeu el cost i la vida a través de l'estructura de gradient (com els maons de carboni de magnesi a la zona de la línia d'escòria i les castables d'alumini-magnesi per a la paret de la cullera).

Monitorització intel·ligent: utilitzeu imatges tèrmiques infrarojos o tecnologia d’emissions acústiques per controlar l’estat d’erosió del revestiment de la cullera en temps real.

Els materials refractaris de Ladle són els nuclis consumibles en el procés de fabricació d'acer i el seu rendiment afecta directament la qualitat de l'acer fos, la seguretat de la producció i el cost. En comparació amb els materials refractaris de tundisme, els materials de Ladle han de suportar un temps de residència d'acer fos, reaccions d'acer més complexes i càrregues mecàniques més elevades. Les futures direccions de desenvolupament inclouen materials de baix contingut en carboni i ambientalment, disseny de llarga vida i tecnologia de manteniment intel·ligent. Per exemple, l’aplicació de materials de magnesi-calci i castibles sense carboni no només pot millorar la resistència a les escòries, sinó que també compleix els requisits de la fabricació verda.