Mikä on kanan tulenkestävä materiaali?

Kaakkojen tulenkestävä materiaali ovat keskeisiä materiaaleja, joita käytetään terästen valmistusprosessissa suojaamaan kanaa ja kestävät korkean lämpötilan sulan teräksen ja kuonan eroosiota. Sulan terästä (muuntimesta / Sähköuunista jatkuvan valun tundishin pääasiallisena säiliönä on, että napaisen tulenkestävien materiaalien on pysyttävä vakaina äärimmäisissä termodynaamisissa ja kemiallisissa olosuhteissa, kun taas sopeutuu usein sulan teräsvaikutukseen, lämpötilan muutoksiin ja väkivaltaisiin reaktioihin Slag-Steel-rajapinnalla. Seuraavat ovat tärkeimmät komponentit, suorituskykyvaatimukset ja tekniset haasteet, jotka ovat napaisia.

Mitkä ovat kannettavan tulenkestävän materiaalin?

Kadle -tulenkestävät materiaalit koostuvat pääasiassa kansivuorista ja kannettavista funktionaalisista tuotteista. Sen sisäisten tulenkestävän materiaalien on kestättävä äärimmäisiä olosuhteita, kuten pesuainetta, kemiallista eroosiota ja korkean lämpötilan sulan teräksen lämpöhimoa.

Kainavuori jaetaan yleensä seuraaviin osiin eri alueiden mukaan, jotka ovat kosketuksissa sulan teräksen ja toiminnallisten vaatimusten kanssa:

Pysyvä kerros (turvakerros):

Materiaali: Kevyet eristystiilet tai alhaiset lämmönjohtavuusvaletteet (kuten savi).

Toiminto: Lämpöeristys, vähentämällä kanankuoren lämpötilaa ja vähentämällä lämpöhäviötä.

Työkerros (suora kosketus sulaan teräksen ja kuonan kanssa):

Kuonan linja -alue:

Materiaali: Magnesia-hiilitiili (MGO-C, joka sisältää 10% ~ 20% grafiittia).

Ominaisuudet: Suuri vastus kuonan eroosioon (erityisesti alkalista kuonaa vastaan), grafiitti tarjoaa lämpöiskunkestävyyden ja voitelun.

Seinäalue:

Materiaali: Alumiinimagnesiumhiilitiili (al₂o₃-mgo-C) tai korkea alumiini, joka on valettu (al₂o₃ ≥80%).
Ominaisuudet: Saldokestävyys sulaan teräserosiolle ja kustannuksille, jotka sopivat muille kuin siivilinja-alueille.

Pohjaalue:

Materiaali: Korkea alumiinitiili tai korundum -valettu (al₂o₃≥90%).
Ominaisuudet: Korkea mekaaninen lujuus, vastus sulaan teräs staattiseen paineeseen ja iskun kulumiseen.

Funktionaaliset komponentit:

Tulenkestävä liukuva portti:

Materiaali: alumiini-zirkonium hiilikomposiitti (al₂o₃-zro₂-c) tai magnesiumhiili (MGO-C).

Toiminto: Ohjaa sulan teräksen virtausta tarkasti ja sen on kestävä korkean lämpötilan eroosio ja lämpöisku.

Puhdistustulppa:

Materiaali: korundum-spineli (al₂o₃-mgal₂o₄) tai magnesium (MGO).

Toiminto: Sekoita sulaa terästä puhaltamalla argonia / typpi, tasainen lämpötila ja koostumus, korkea läpäisevyys ja läpäisevyys.

No Block:

Materiaali: korkea alumiini tai magnesiumhiili.

Toiminto: Kiinnitä portti ja kestä sulan teräsvirtauksen mekaaninen vaikutus.

Lada -tulenkestävän materiaalin suorituskykyvaatimukset

• Kuonan eroosion resistenssi: Kaadin kuonolinja-alueen on vastustettava korkean pääpohjan kuonan kemiallista eroosiota (Cao / SiO₂> 2).
• Lämpöskinkestävyys: Lämpötila vaihtelee suuresti kanien vaihtuvuuden aikana (kuten tyhjän kanan jäähdyttäminen 1600 ° C: sta huoneenlämpötilaan), ja materiaalin on vältettävä halkeilua.
• Korkea lämpötilan lujuus: Kestävä sulan teräksen staattinen paine (kuten 200 tonnin kanan alapaine saavuttaa ~ 0,3MPa) ja mekaanisen iskun.
• Pieni pilaantuminen: Vältä tulenkestävän materiaalin epäpuhtauksia (kuten siio₂) reagoivan sulan teräksen kanssa ja vaikuttavat teräksen puhtauteen.

Materiaalitekniikan kehitys ja haasteet

Magnesia -hiilitiilien optimointi

Perinteiset magnesiahiilitiilet: Luota grafiittiin lämpöiskunkestävyyden parantamiseksi, mutta grafiitti hapettuu helposti (antioksidantit, kuten Al ja Si, on lisättävä).

Lyhytaikainen hiilihiilityssuunta: Kehitä vähähiilinen magnesiahiilitiilet (grafiittipitoisuus <8%), korvaa osa grafiitista nanohiilillä (kuten hiilimustalla) tai in situ -tuotetulla hiilirakenteella (kuten hartsihiilen) hapetusriskin vähentämiseksi.

Ympäristönsuojelu ja kromiton

Kromin pilaantumisongelma: Perinteiset magnesia-kromi-tiilet (Mgo-cr₂o₃) ovat rajoitettuja Cr⁶⁺: n syöpää aiheuttaen.

Vaihtoehtoinen ratkaisu: Käytä spinel (mgal₂o₄) tai magnesium-kalsiumin (MGO-CAO) materiaaleja, jotka ovat sekä kuonankestäviä että ympäristöystävällisiä.

Kastettavan sovelluksen laajennus

Integroitu valuekniikka: Käytä alumiinioksidimagnesiaa tai spinel-valettuja korvataksesi perinteisen tiilet, vähentämään yhteistä eroosiota ja pidentämään käyttöiän käyttöä.

Itsekonsoivat valettuja: värähtelyvapaa rakenne saavutetaan hiukkaskokooptimoimalla vähentämällä työvoimakustannuksia.

Tyypilliset vikatavat kanaa tulenkestävästä materiaalista

Kuonanviivan eroosio: kuonan tunkeutuminen aiheuttaa matala-sulamispistefaasien (kuten CAO-MGO-SIO₂ -järjestelmän) muodostumisen magnesia-hiilitiilien pinnalle ja rakenne kuorii pois.

Lämpöjännitys Spalling: Lämpötilan muutokset usein aiheuttavat mikrohalkeamien laajenemisen materiaalin sisällä ja lopulta kerrostettuun irtoamiseen.

Ilmatiilien tukkeutuminen: Sulkeudet sulaan teräkseen (kuten al₂o₃) talletetaan ilmareiteisiin, jotka vaikuttavat argonin puhaltaviin vaikutuksiin.

Ladle -tulenkestävän materiaalin käyttö:

Puhdas terässulatus: Käytä korkean puhtaan korundin ilmatiiliä (al₂o₃> 99%) epäpuhtauksien käyttöönoton vähentämiseksi.

Pitkäaikainen suunnittelu: Optimoi kustannukset ja käyttöikä gradienttirakenteen kautta (kuten kuonan linja-alueen magnesiumhiilitiilet ja alumiinimagnesiumvalettuja kannettavia seinää varten).

Älykäs seuranta: Käytä infrapuna -lämpökuvia tai akustista päästötekniikkaa tarkkaillaksesi napa -vuorauksen eroosion tilaa reaaliajassa.

Ladle -tulenkestävät materiaalit ovat terästen valmistusprosessin keskeisiä tarvikkeita, ja niiden suorituskyky vaikuttaa suoraan sulan teräksen laatuun, tuotannon turvallisuuteen ja kustannuksiin. Verrattuna tundis-tulenkestäviin materiaaleihin, kankaateriaalien on kestättävä pidempi sulan teräspesukuniaika, monimutkaisempia kuonanteräsreaktioita ja korkeampia mekaanisia kuormia. Tuleviin kehityssuuntaan kuuluvat vähähiiliset ja ympäristöystävälliset materiaalit, pitkäaikainen suunnittelu ja älykäs huoltotekniikka. Esimerkiksi magnesium-kalsiummateriaalien ja hiilivapaiden valettujen levitys ei vain paranna kuonankestävyyttä, vaan myös täyttää vihreän valmistuksen vaatimukset.