Was ist eine feuerfeste Düse?

Der Name der refraktären Düse stammt aus seiner Funktion - das Wort "Düse" beschreibt seine Rolle als Schmelzkanal lebhaft, während "refraktär" seine Haltbarkeit in Hochtemperaturumgebungen hervorhebt. Nach seiner spezifischen Verwendung können refraktäre Düsen in viele Typen unterteilt werden, wie z. B. obere Düsen, untere Düsen, Sammlerdüsen, untergetauchte Einstiegsdüsen (SEN) usw. Jeder Typ hat Unterschiede in Struktur und Materialien, um unterschiedliche Prozessanforderungen zu erfüllen.

Was ist eine feuerfeste Düse?

Refraktäres Düse ist ein refraktäres Materialprodukt, das für hochtemperaturgeschmolzene Metall (wie geschmolzenes Stahl, geschmolzenes Eisen) oder nicht-metallische Schmelzströmungsregelung verwendet wird, die normalerweise im Auslass- oder Schiebendüsensystem der metallurgischen Ausrüstung (z. B. Köpfen, Konverter, tundentisch) installiert sind.

Es stellt die Stabilität und Sicherheit des Schmelz- und Gussprozesses sicher, indem die Durchflussrate, die Durchflussrate und die Durchflussrichtung der Schmelze genau gesteuert werden. Refraktäre Düsen müssen nicht nur extrem hohe Temperaturen (normalerweise über 1500 ° C) standhalten, sondern auch der chemischen Erosion, der mechanischen Scheuung und der thermischen Schädigung der Schelme durch Schmelze und Schlacke widerstehen.

Zusammensetzung und Materialien von feuerfesten Düsen

Die Leistung von refraktären Düsen hängt direkt von ihrer Materialauswahl und dem strukturellen Design ab. Im Folgenden sind die Hauptkomponenten und Materialeigenschaften:

1. Hauptmaterial

Aluminiumkohlenstoff (Al₂o₃-C): Hochpurien-Aluminiumoxid (Al₂o₃) wird als Hauptkomponente verwendet, und Kohlenstoffmaterial (wie Graphit) werden zugesetzt, um die thermische Stoßdämpferwiderstand und die Erosionsbeständigkeit zu verbessern. Aluminium -Kohlenstoffdüsen werden häufig in Schatten und Tundonen verwendet und sind zum Gießen gewöhnlicher Kohlenstoffstahl geeignet.
Aluminium-Zirkoniumkohlenstoff (Al₂o₃-Zro₂-C): Zirkoniumoxid (Zro₂) wird zu Aluminiumkohlenstoff zugesetzt, um die Resistenz gegen Hochtemperaturerosion und thermische Schock zu verbessern, und eignet sich für hohe Manganstahl oder andere Spezialstahlstufe.
High-Alumina: Mit hohem Alumina Bauxit als Haupt Rohstoff eignet es sich für Anlässe mit geringer Erfassung oder normalen Kohlenstoffstahlguss und hat niedrige Kosten.
Magnesium-Carbon (MGO-C): Mit Magnesiumoxid (MGO) als Matrix werden Kohlenstoffmaterial zugesetzt, geeignet für die Umgebung mit hoher Alkalitätsschlacke oder spezielle Stahlstufen.
Fusionsquarz: Wird zum Gießen einiger kohlenstoffarmer Stahl- oder Nichteisen-Legierungen verwendet und hat einen guten thermischen Schockwiderstand, aber eine schwache Erosionsbeständigkeit.
Verbundwerkstoffe: Verbunddüsen mit Zirkoniumoxidkern und Außenschicht mit hoher Aluminium, die die Vorteile verschiedener Materialien kombinieren, um die Leistung zu optimieren.

2. Strukturdesign

Feuerfeste Düsensind normalerweise zylindrisch oder konisch, mit präzisen Durchflusskanälen im Inneren (die Apertur beträgt im Allgemeinen 10-100 mm), um die Schmelzdurchflussrate zu steuern. Einige Düsen (wie Immersionsdüsen) sind mit speziellen Formen wie Seitenlöchern oder elliptischen Auslässen ausgestattet, um die Durchflussfeldverteilung von geschmolzenem Stahl im Kristallisator zu optimieren. Die Außenschicht kann mit einer Metallhülle (wie einer Eisenhülle) bedeckt sein, um die mechanische Festigkeit zu verbessern und thermische Schockrisse zu verhindern.

3.. Funktionelle Zusatzstoffe

Um die Leistung zu verbessern, werden die folgenden Additive häufig zu feuerfesten Düsen hinzugefügt:

Antioxidantien: wie Silizium (SI) und Aluminium (AL) -Pulver, um zu verhindern, dass Kohlenstoffmaterial bei hohen Temperaturen oxidiert.

Stabilisatoren: wie Oxide wie Calcium (CAO) und Magnesium (MGO), um die thermische Stoßdämpferwiderstand und die Erosionsbeständigkeit zu verbessern.

Bindemittel: wie Harze und Asphalt, um die Formfestigkeit und die Hochtemperaturstabilität zu verbessern.

Funktionen von feuerfestigen Düsen

Refraktäre Düsen erfüllen mehrere Schlüsselfunktionen in metallurgischen Prozessen mit hoher Temperatur:

1. Durchflussregelung

Refraktäre Düsen steuern genau die Durchflussrate und den Fluss der Schmelze durch die Größe und Form ihrer inneren Durchflusskanäle. Zum Beispiel kooperiert im kontinuierlichen Gussprozess der untergetauchte Düse mit dem Schiebendüsensystem, um die Geschwindigkeit einzustellen, mit der der geschmolzene Stahl in den Kristallisator eingeht, um Defekte zu vermeiden, die durch zu schnell oder zu langsam verursachte.

2. Schützen Sie die Schmelze

Die untergetauchte Düse geht tief in den Kristallisator ein, um zu verhindern, dass der geschmolzene Stahl der Luft ausgesetzt wird, die Oxidation und Einschlussbildung verringert und die Qualität des Billets verbessert. Darüber hinaus kann das reibungslose Design der inneren Wand der Düse die Turbulenz im Schmelzfluss verringern und das Risiko einer Schlackeeinbeziehung verringern.

3.. Hochtemperatur- und Erosionsbeständigkeit

Derfeuerfeste Düsemuss dem Einfluss von geschmolzenem Stahl oder Schlacken bei 1500-1700 ° C standhalten. Die hohe Refraktär- und Erosionsbeständigkeit des Materials sorgt dafür, dass es während mehrerer Gussteile stabil bleibt und seine Lebensdauer verlängert.

4. Thermalschockstabilität

Wenn die Kelle ersetzt oder das Guss gestartet und gestoppt wird, wird die Düse eine scharfe Temperaturänderung erfährt. Hochwertige refraktäre Düsen verringern das Risiko eines thermischen Schocks durch Optimierung der Materialformulierung und des strukturellen Designs.

5. Verstopfung verhindern

Für hochaluminium- oder kalziumhaltige Stahl können Aluminiumoxideinschlüsse im geschmolzenen Stahl erzeugt werden, wodurch die Düse verstopft wird. Refraktäre Düsen verwenden häufig Anti-Adhäsionsmaterialien (z. B. Verbundwerkstoffe, die CAO enthalten), um Verstopfung durch Erzeugen von niedrigem Meltzeitsubstanzen (z. B. CaO · al₂o₃) zu verhindern.

Anwendungsfelder mit feuerfesten Düsen

Refraktäre Düsen werden in den folgenden Feldern häufig verwendet:

1. Eisen- und Stahlmetallurgie

Köpfen: Die oberen und unteren Düsen werden am Boden der Kelle verwendet und mit dem Schiebendüsensystem zusammenarbeiten, um den Fluss von geschmolzenem Stahl bis zum Tundish zu steuern.
Tundish: Die Sammeldüse und die eingetauchte Düse werden verwendet, um geschmolzenen Stahl vom Tundish auf den Kristallisator zu übertragen, um den kontinuierlichen Gussprozess zu optimieren.
Konverter und Elektroofen: Für den Stahlauslass werden feuerfeste Düsen verwendet, um der Erosion von hochtemperaturgeschmolzenem Eisen und Schlacke standzuhalten.

2. Nichteisen-Metall-Schmelzen

Beim Schmelzen von Nichteisenmetallen wie Aluminium, Kupfer und Magnesium werden refraktäre Düsen für die Schmelzübertragung und das Gießen verwendet, wie z. B. Führungsdüsen im Aluminiumlegierungsguss.

3. Glas- und Keramikindustrie

Refraktäre Düsen werden zur Durchflussregelung von Hochtemperaturgläser oder Keramikschmelzen verwendet und müssen eine extrem hohe Korrosionsbeständigkeit und dimensionale Stabilität aufweisen.

4. Andere Hochtemperaturbranchen

Wie Müllverbrennungsanlagen, chemische Hochtemperaturreaktoren usw., refraktäre Düsen werden verwendet, um die Entladung oder Übertragung von Hochtemperaturflüssigkeiten zu kontrollieren.

Produktionsprozess von feuerfesten Düsen

Die Produktion von feuerfesten Düsen beinhaltet viele komplexe Prozesse, um sicherzustellen, dass ihre Leistung die industriellen Standards entspricht:

1. Rohstoffauswahl und Zutaten
Wählen Sie hohe Purity-Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Graphit und andere Rohstoffe und steuern Sie den Verunreinigungsgehalt streng. Fügen Sie Antioxidantien, Bindemittel usw. gemäß dem Formelverhältnis hinzu und mischen Sie gleichmäßig.

2. Formen
Verwenden Sie isostatische Press- oder Hochdruck-Formtechnologie, um sicherzustellen, dass die Düsenstruktur dicht ist und der Flusskanal präzise ist. Einige Düsen (wie Immersionsdüsen) müssen durch Präzisionsformen in komplexe Formen gebildet werden.

3. Sintern
Das Sintern bei hoher Temperatur (1400-1800 ° C) in einer sauerstofffreien oder schützenden Atmosphäre (wie Stickstoff) verbessert die Materialstärke und die thermische Stoßwiderstand. Einige Produkte verwenden eine sekundäre Sinter- oder Wärmebehandlung, um die Leistung weiter zu optimieren.

4. Oberflächenbehandlung
Polieren Sie den Durchflusskanal oder wenden Sie eine Anti-Adhäsionsschicht (z. B. Zro₂-Beschichtung) an, um die Korrosionsbeständigkeit und Fluidität zu verbessern. Die Außenschicht kann mit einer Metallhülle oder einer Antioxidationsbehandlung bedeckt sein.

5. Qualitätsinspektion
Die Porosität, die Risse und die dimensionale Genauigkeit der Düse werden durch nicht zerstörerische Testmethoden wie Röntgenstrahlen und Ultraschall überprüft. Die refraktäre Leistung und Erosionsbeständigkeit werden durch Laborsimulationstests verifiziert.

Vorteile von feuerfestigen Düsen

Die breite Anwendung von feuerfesten Düsen in der Hochtemperaturindustrie beruht auf den folgenden Vorteilen:

Hohe Haltbarkeit: Hochwertige Materialien und Prozesse stellen sicher, dass die Düsen für lange Zeit in extremen Umgebungen verwendet werden können, und das einzelne Leben kann mehrere Stunden bis mehrere Tage erreichen.
Genauige Kontrolle: Die Genauigkeit des Flow -Kanal -Designs sorgt für die Stabilität des Schmelzflusses und verbessert die Produktqualität.
Erosionsbeständigkeit: Es hat eine starke Resistenz gegen chemische Erosion und mechanische Erosion von geschmolzenem Stahl und Schlacken, wodurch die Wartungskosten gesenkt werden.
Wärme Schockstabilität: Die optimierte Materialformel verringert das Risiko eines thermischen Schocks und passt sich den Prozessanforderungen des häufigen Start-Stop an.
Diversifiziertes Design: Düsen verschiedener Typen und Spezifikationen entsprechen verschiedenen Prozessanforderungen und haben eine breite Palette von Anwendungsszenarien.

Als Kernkomponente der Hochtemperaturindustrie integriert die refraktäre Düse mehrere Funktionen wie Hochtemperaturwiderstand, Korrosionsbeständigkeit und Durchflussregelung. Es ist ein unverzichtbarer "Held hinter den Kulissen" in der Eisen- und Stahlmetallurgie, dem Nichteisen-Metall-Schmelzen und anderen Branchen.