Was ist feuerfestes Material?

Ladelfeuerfeuermaterialien sind wichtige Materialien, die im Stahlherstellungsprozess verwendet werden, um die Kelle auszustimmen und der Erosion von geschmolzenem Stahl und Schlacken mit hohem Temperatur zu standzuhalten. Als Hauptbehälter zum Halten und Transport von geschmolzenem Stahl (vom Konverter / elektrischen Ofen bis hin zu kontinuierlichem Gusstundish) müssen die feuerfesten Materialien der Kelle unter extremen thermodynamischen und chemischen Bedingungen stabil bleiben, während sich an den häufigen Molzenstahl, Temperaturänderungen und gewalttätige Reaktionen an der Schlampenstahl-Interface anpasset. Im Folgenden sind die wichtigsten Komponenten, Leistungsanforderungen und technische Herausforderungen von feuerfesten Materialien von Kellen aufgeführt:

Was sind feuerfeste Materialien?

Ladelfeuerfeuermaterialien bestehen hauptsächlich aus Köpfen und feuerfesten funktionellen Produkten. Seine internen feuerfestem Material müssen extremen Bedingungen wie Scheuer, chemischer Erosion und thermischem Schock von mit hohem Temperatur geschmolzenen Stahl standhalten.

Die Köpfenfutter wird normalerweise gemäß verschiedenen Bereichen unterteilt, die mit geschmolzenem Stahl- und Funktionsanforderungen in Kontakt stehen:

Permanente Schicht (Sicherheitsschicht):

Material: Leichte Isoliersteine ​​oder niedrige thermische Leitfähigkeitsgusselemente (z. B. Ton).

Funktion: Wärmeisolierung, Reduzierung der Temperatur der Kelleschale und Reduzierung des Wärmeverlusts.

Arbeitsschicht (direkter Kontakt mit geschmolzenem Stahl und Schlacke):

Schlackenlinienbereich:

Material: Magnesia Carbon Brick (MGO-C, enthält 10% ~ 20% Graphit).

Merkmale: Ein hoher Beständigkeit gegen Schlackenerosion (insbesondere gegen alkalische Schlacke), bietet Graphit eine thermische Stoßwiderstand und Schmierung.

Wandbereich:

Material: Aluminium-Magnesiumkohlenstoffziegel (al₂o₃-mgo-c) oder hochaluminiumgasbar (al₂o₃-≥ 80%).
Merkmale: Gleiche Widerstand gegen geschmolzene Stahlerosion und -kosten, geeignet für Nicht-Slag-Linienbereiche.

Bodenbereich:

Material: Hochaluminiumziegel oder corundumguss (al₂o₃ ≥ 90%).
Merkmale: hohe mechanische Festigkeit, Widerstand gegen den statischen Druck geschmolzener Stahl und Aufprallverschleiß.

Funktionale Komponenten:

Feuerfestes Schiebetor:

Material: Aluminium-Zirkoniumkohlenstoffverbund (Al₂o₃-Zro₂-C) oder Magnesiumkohlenstoff (MGO-C).

Funktion: Kontrollieren Sie den Fluss von geschmolzenem Stahl genau und müssen hohe Temperaturerosion und thermischem Schock widerstehen.

Reinigungsstopfen:

Material: Corundum-Spinel (al₂o₃-mgal₂o₄) oder Magnesium (MGO).

Funktion: Rühren Sie den geschmolzenen Stahl durch Blasen von Argon / Stickstoff, gleichmäßige Temperatur und Zusammensetzung, hohe Permeabilität und Anti-Permeabilität sind erforderlich.

Nun Block:

Material: Hochaluminium oder Magnesiumkohlenstoff.

Funktion: Beheben Sie das Tor und stand den mechanischen Auswirkungen des geschmolzenen Stahlflusses.

Leistungsanforderungen für feuerfeste Materialien

• Schlackenerosionsbeständigkeit: Die Schlackelinienfläche der Kelle muss der chemischen Erosion der Schlacke mit hoher Baseität (CAO / SiO₂> 2) widerstehen.
• Thermischer Stoßwiderstand: Die Temperatur schwankt während des Umsatzes der Köpfe stark (z. B. das Abkühlen einer leeren Kelle von 1600 ° C bis Raumtemperatur), und das Material muss das Knacken vermeiden.
• Hochtemperaturfestigkeit: Halten Sie den statischen Druck von geschmolzenem Stahl (wie der Bodendruck einer 200-Tonnen-Kelle ~ 0,3 mPa) und mechanischer Schock stand.
• Niedrige Verschmutzung: Vermeiden Sie Verunreinigungen in feuerfesten Materialien (z. B. SiO₂), wenn Sie mit geschmolzenem Stahl reagieren und die Reinheit von Stahl beeinflussen.

Entwicklung und Herausforderungen der materiellen Technologie

Optimierung von Magnesia -Kohlenstoffsteinen

Herkömmliche Magnesia -Kohlenstoffsteine: Stützen Sie sich auf Graphit, um die thermische Stoßdämpferwiderstand zu verbessern, aber Graphit ist leicht zu oxidieren (Antioxidantien wie AL und SI müssen zugesetzt werden).

Niedriger Carbonisierungs-Trend: Entwickeln Sie kohlenstoffarme Kohlenstoffziegel mit kohlenstoffarmen Magnesie (Graphitgehalt <8%), ersetzen Sie einen Teil des Graphits durch Nanokarbon (z. B. Carbonschwarz) oder in situ erzeugte Kohlenstoffstruktur (z. B. Carbonisierung), um das Oxidationsrisiko zu verringern.

Umweltschutz und chromfreier

Problem mit Chromverschmutzung: Traditionelle Magnesia-Chrom-Ziegel (MGO-CR₂O₃) sind aufgrund der Karzinogenität von Cr⁶⁺ eingeschränkt.

Alternative Lösung: Verwenden Sie Spinell (MGAL₂O₄) oder Magnesium-Calcium (MGO-CAO) -Materialien, die sowohl schlankes und umweltfreundliches als auch umweltfreundlich sind.

Erweiterung der Gussanwendung

Integrale Casting-Technologie: Verwenden Sie Aluminiumoxid-Magnesie- oder Spinellgussguss, um traditionelles Mauerwerk zu ersetzen, die gemeinsame Erosion zu reduzieren und die Lebensdauer zu verlängern.

Selbstnutzende gussablagere: Vibrationsfreie Konstruktion wird durch Partikelgrößenoptimierung erreicht, wodurch die Arbeitskosten gesenkt werden.

Typische Ausfallmodi von feuerfestigen Materialien

Erosion der Schlackenlinie: Schlackendurchdringung führt zu einer Bildung von niedrigem Melting-Punkt-Phasen (wie dem CaO-Mgo-Sio₂-System) auf der Oberfläche von Magnesia-Kohlenstoff-Ziegeln und die Struktur schleppt sich ab.

Wärmespannungsverletzung: Häufige Temperaturänderungen verursachen die Ausdehnung von Mikrorissen im Material und schließlich das geschichtete Absatz.

Blockierung von Luftsteinen: Einschlüsse in geschmolzenem Stahl (wie Alkohole) werden in den Luftlöchern abgelagert, was den Argonblaseffekt beeinflusst.

Anwendung von feuerfesten Materialien:

Schmelze für sauberes Stahl: Verwenden Sie Hochpurien-Korund-Luftsteine ​​(al₂o₃> 99%), um die Einführung von Verunreinigungen zu verringern.

Long-Life-Design: Optimieren Sie die Kosten und die Lebensdauer durch die Gradientenstruktur (wie Magnesium-Kohlenstoffsteine ​​im Schlackeleitungsbereich und Aluminium-Magnesium-Gusselemente für die Köpfe).

Intelligente Überwachung: Verwenden Sie die thermische Infrarotbilder oder die akustische Emissionstechnologie, um den Erosionsstatus der Köpfe in Echtzeit zu überwachen.

Ladelfeuerfeuermaterialien sind die Kernverbrauchsmaterialien im Stahlherstellungsprozess, und ihre Leistung wirkt sich direkt auf die Qualität von geschmolzenem Stahl, Produktionssicherheit und Kosten aus. Im Vergleich zu tunderrefraktären Materialien müssen Klockermaterialien länger geschmolzene Stahlverdienungszeit, komplexere Schlackenstahlreaktionen und höhere mechanische Belastungen standhalten. Zukünftige Entwicklungsrichtungen umfassen kohlenstoffarme und umweltfreundliche Materialien, Langzeitdesign und intelligente Wartungstechnologie. Beispielsweise kann die Anwendung von Magnesium-Kalcium-Materialien und kohlenstofffreien gussfrequenten Bildern nicht nur den Schlackenwiderstand verbessern, sondern auch die Anforderungen der grünen Herstellung erfüllen.