Que é o material refractario de culler?

Os materiais refractarios de peles son materiais clave empregados no proceso de fabricación de aceiro para protexer o forro de culler e soportar a erosión de aceiro e escoria de alta temperatura. Como o recipiente principal para manter e transportar aceiro fundido (desde o convertedor / forno eléctrico ata o lanzamento continuo), os materiais refractarios da culler necesitan permanecer estables baixo condicións termodinámicas e químicas extremas, ao tempo que se adapta a un impacto de aceiro fundido frecuente, cambios de temperatura e reaccións violentas na interface de escoria. A continuación móstranse os compoñentes clave, os requisitos de rendemento e os retos técnicos dos materiais refractarios de culler:

Que son os materiais refractarios de culler?

Os materiais refractarios de Ladle están compostos principalmente por forro de culler e produtos funcionais refractarios. Os seus materiais refractarios internos necesitan soportar condicións extremas como a flaga, a erosión química e o choque térmico de aceiro fundido de alta temperatura.

O revestimento de pel normalmente divídese nas seguintes partes segundo diferentes áreas en contacto con aceiro fundido e requisitos funcionais:

Capa permanente (capa de seguridade):

Material: ladrillos de illamento lixeiro ou castables de baixa condutividade térmica (como a arxila).

Función: illamento térmico, reducindo a temperatura da cuncha de culler e reducindo a perda de calor.

Capa de traballo (contacto directo con aceiro e escoria fundida):

Área da liña de escoria:

Material: ladrillo de carbono de magnesia (MGO-C, que contén un 10% ~ 20% de grafito).

Características: alta resistencia á erosión da escoria (especialmente contra a escoria alcalina), o grafito proporciona resistencia e lubricidade de choques térmicos.

Área de parede:

Material: ladrillo de carbono de magnesio de aluminio (Al₂o₃-MGO-C) ou castable de aluminio alto (Al₂o₃≥80%).
Características: Equilibra a resistencia á erosión e custo de aceiro fundido, adecuados para áreas de liña sen escoria.

Área inferior:

Material: ladrillo alto de aluminio ou corundio castable (Al₂o₃≥90%).
Características: alta resistencia mecánica, resistencia á presión estática de aceiro fundido e ao desgaste do impacto.

Compoñentes funcionais:

Porta deslizante refractaria:

Material: composto de carbono de circonio de aluminio (Al₂o₃-Zro₂-C) ou carbono de magnesio (MGO-C).

Función: Controla con precisión o fluxo de aceiro fundido e necesita resistir a erosión de alta temperatura e o choque térmico.

Tapón de purga:

Material: spinel corundum (al₂o₃-mgal₂o₄) ou magnesio (MGO).

Función: axita o aceiro fundido soprando argon / é necesario nitróxeno, temperatura e composición uniforme, alta permeabilidade e anti-permeabilidade.

Ben bloque:

Material: carbono alto de aluminio ou magnesio.

Función: corrixir a porta e soportar o impacto mecánico do fluxo de aceiro fundido.

Requisitos de rendemento dos materiais refractarios de culler

• Resistencia á erosión da escoria: a área da liña de escoria da culler necesita resistir a erosión química da escoria de alta base (cao / sio₂> 2).
• Resistencia ao choque térmico: a temperatura fluctúa moito durante a rotación de culler (como arrefriar unha culler baleira desde 1600 ° C a temperatura ambiente) e o material debe evitar rachaduras.
• Forza de alta temperatura: soportar a presión estática do aceiro fundido (como a presión inferior dunha culler de 200 toneladas alcanza ~ 0,3MPA) e choque mecánico.
• Baixa contaminación: Evite as impurezas en materiais refractarios (como Sio₂) de reaccionar co aceiro fundido e afectar a pureza do aceiro.

Evolución e retos da tecnoloxía material

Optimización de ladrillos de carbono de magnesia

Ladrillos de carbono tradicional de magnesia: confía no grafito para mellorar a resistencia ao choque térmico, pero o grafito é facilmente oxidado (hai que engadir antioxidantes como Al e SI).

Tendencia baixa de carbonización: desenvolver ladrillos de carbono de magnesia de baixo carbono (contido de grafito <8%), substituír parte do grafito por nanocarbon (como o negro de carbono) ou a estrutura de carbono xerada in situ (como a carbonización de resina) para reducir o risco de oxidación.

Protección ambiental e sen cromo

Problema de contaminación por cromo: os ladrillos tradicionais de magnesia-cromo (MGO-Cr₂o₃) están restrinxidos debido á carcinoxenicidade de Cr⁶⁺.

Solución alternativa: use materiais spinel (Mgal₂o₄) ou de magnesio (MGO-CAO), que son resistentes á escoria e ecolóxicos.

Extensión da aplicación castable

Tecnoloxía de fundición integral: use castables de alúmina-magnesia ou spinel para substituír os ladrillos tradicionais, reducir a erosión conxunta e ampliar a vida útil.

Castables de autovelección: a construción libre de vibracións conséguese mediante a optimización do tamaño de partículas, reducindo os custos de man de obra.

Modos de falla típicos de materiais refractarios de culler

Erosión da liña de escoria: a penetración da escoria provoca a formación de fases de baixo punto (como o sistema CAO-MGO-SIO₂) na superficie dos ladrillos de magnesia-carbono e a estrutura se desprende.

Spalling de tensión térmica: os cambios de temperatura frecuentes provocan a expansión de microcracks dentro do material e, eventualmente, o derramamento de capas.

Bloqueo de ladrillos de aire: deposítanse as inclusións en aceiro fundido (como Al₂o₃) nos buracos do aire, afectando o efecto de soplado do argón.

Aplicación de materiais refractarios de culler:

Cambio de aceiro limpo: usa ladrillos de aire corundum de alta pureza (al₂o₃> 99%) para reducir a introdución de impurezas.

Deseño de longa vida: optimizar o custo e a vida a través da estrutura de gradiente (como os ladrillos de carbono de magnesio na zona da liña de escoria e castables de aluminio para o muro de culler).

Monitorización intelixente: use imaxes térmicas infravermellas ou tecnoloxía de emisión acústica para controlar o estado de erosión do forro de culler en tempo real.

Os materiais refractarios de Ladle son os consumibles fundamentais no proceso de fabricación de aceiro e o seu rendemento afecta directamente á calidade do aceiro fundido, a seguridade da produción e o custo. En comparación con materiais refractarios tundish, os materiais de culleres necesitan soportar un tempo de residencia de aceiro fundido máis longo, reaccións de aceiro máis complexas e cargas mecánicas máis altas. As futuras direccións de desenvolvemento inclúen materiais de baixo contido de carbono e ecolóxico, deseño de longa vida e tecnoloxía de mantemento intelixente. Por exemplo, a aplicación de materiais de magnesio-calcio e castables sen carbono non só pode mellorar a resistencia á escoria, senón que tamén cumpra os requisitos da fabricación verde.